RTC实时时钟源码分析
1.先来看一下RTC的配置过程
2.RTC源码讲解
我们的工程中加入了 rtc.c 源文件和 rtc.h头文件，同时，引入了 stm32f10x_rtc.c 和 stm32f10x_bkp.c 库文件。
说明，首先是 RTC_Init，其代码如下：
//实时时钟配置
//初始化 RTC 时钟,同时检测时钟是否工作正常
//BKP->DR1 用于保存是否第一次配置的设置
//返回 0:正常
//其他:错误代码
u8 RTC_Init(void)
{
u8 temp=0;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR |
RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能 PWR 和 BKP 外设时钟。这个使能了时钟和后备区域寄存器
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问
//检查是不是第一次配置RTC，如果不是的话就要进行复位等操作
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5050) //从指定的后备寄存器中
//读出数据:读出了与写入的指定数据不相等
{
BKP_DeInit(); //③复位备份区域
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //设置外部低速晶振(LSE)
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET) //检查指定的
//RCC 标志位设置与否,等待低速晶振就绪
{ //在这里的这个for循环主要是为了防止LSE外部时钟没有配置成功，得多次进行检测才行
temp++;
delay_ms(10);
}
if(temp>=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置 RTC 时钟
//(RTCCLK),选择 LSE 作为 RTC 时钟
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 时钟
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_WaitForSynchro(); //等待 RTC 寄存器同步
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中断
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_EnterConfigMode(); // 允许配置，只有执行了这个函数才能对RTC里面的寄存器进行操作
RTC_SetPrescaler(32767); //设置 RTC 预分频的值
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_Set(2009,12,2,10,0,55); //设置时间
RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5050); //向指定的后备寄存器中
//写入用户程序数据 0x5050，相当于恢复了原始的状态
}
else//系统继续计时
{
RTC_WaitForSynchro(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中断
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
}
RTC_NVIC_Config(); //RCT 中断分组设置
RTC_Get(); //更新时间
return 0; //ok
}该函数用来初始化 RTC 时钟，但是只在第一次的时候设置时间，以后如果重新上电/复位都不会再进行时间设置了（前提是备份电池有电），在第一次配置的时候，我们是按照上面介绍的 RTC 初始化步骤来做的，这里就不在多说了，这里我们设置时间是通过时间设置函数RTC_Set(2014,3,8,22,10,55);来实现的，这里我们默认将时间设置为 2014 年 3 月 8 日 22 点 10 分55 秒。在设置好时间之后，我们通过语句 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5050);向
BKP->DR1 写入标志字 0X5050，用于标记时间已经被设置了。这样，再次发生复位的时候，该函数通过语句 if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5050)判断 BKP->DR1 的值，来决定是不是需要重新设置时间，如果不需要设置，则跳过时间设置，仅仅使能秒钟中断一下，就进行中断分组，然后返回了。这样不会重复设置时间，使得我们设置的时间不会因复位或者断电而丢失。
该函数还有返回值，返回值代表此次操作的成功与否，如果返回 0，则代表初始化 RTC 成功，如果返回值非零则代表错误代码了。
//设置时钟
//把输入的时钟转换为秒钟
//以 1970 年 1 月 1 日为基准
//1970~2099 年为合法年份
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
//平年的月份日期表
const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
//syear,smon,sday,hour,min,sec：年月日时分秒
//返回值：设置结果。0，成功；1，失败。
u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
u16 t;
u32 seccount=0;
if(syear<1970||syear>2099)return 1;
for(t=1970;t该函数用于设置时间，把我们输入的时间，转换为以 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒当做起始时间的秒钟信号，后续的计算都以这个时间为基准的，由于 STM32 的秒钟计数器可以保存136 年的秒钟数据，这样我们可以计时到 2106 年。
接着，我们介绍一下 RTC_Get 函数，该函数用于获取时间和日期等数据，其代码如上：
//得到当前的时间，结果保存在 calendar 结构体里面
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
u8 RTC_Get(void)
{
static u16 daycnt=0;
u32 timecount=0; u32 temp=0; u16 temp1=0;
timecount=RTC_GetCounter();
temp=timecount/86400; //得到天数(秒钟数对应的)
if(daycnt!=temp)//超过一天了
{
daycnt=temp;
temp1=1970; //从 1970 年开始
while(temp>=365)
{
if(Is_Leap_Year(temp1))//是闰年
{
if(temp>=366)temp-=366;//闰年的秒钟数
else break;
}
else temp-=365; //平年
temp1++;
}
calendar.w_year=temp1;//得到年份
temp1=0;
while(temp>=28)//超过了一个月
{
if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)//当年是不是闰年/2 月份
{
if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数
else break;
}
else
{
if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
else break;
}
temp1++;
}
calendar.w_month=temp1+1; //得到月份
calendar.w_date=temp+1; //得到日期
}
temp=timecount%86400; //得到秒钟数
calendar.hour=temp/3600; //小时
calendar.min=(temp%3600)/60; //分钟
calendar.sec=(temp%3600)%60; //秒钟
calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);
return 0;
}
函数其实就是将存储在秒钟寄存器 RTC->CNTH 和 RTC->CNTL 中的秒钟数据转换为真正的时间和日期。该代码还用到了一个 calendar 的结构体，calendar 是我们在 rtc.h 里面将要定义的一个时间结构体，用来存放时钟的年月日时分秒等信息。因为 STM32 的 RTC 只有秒钟计数器，而年月日，时分秒这些需要我们自己软件计算。我们把计算好的值保存在 calendar 里面，方便其他程序调用。
最后介绍一下秒钟中断服务函数，该函数代码如下：
//RTC 时钟中断
//每秒触发一次
void RTC_IRQHandler(void)
{
if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)//秒钟中断
{
RTC_Get();//更新时间
}
if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET)//闹钟中断
{
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); //清闹钟中断
}
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断
RTC_WaitForLastTask();
}
此部分代码比较简单，我们通过 RTC_GetITStatus 函数来判断发生的是何种中断，如果是秒钟中断，则执行一次时间的计算，获得最新时间。从而，我们可以在 calendar 里面读到时间、日期等信息。
接下来看看 rtc.h 内容如下：
#ifndef __RTC_H
#define __RTC_H
//时间结构体
typedef struct
{
vu8 hour;
vu8 min;
vu8 sec;
//公历日月年周
vu16 w_year;
vu8 w_month;
vu8 w_date;
vu8 week;
}_calendar_obj;
extern _calendar_obj calendar; //日历结构体
void Disp_Time(u8 x,u8 y,u8 size); //在制定位置开始显示时间
void Disp_Week(u8 x,u8 y,u8 size,u8 lang); //在指定位置显示星期
u8 RTC_Init(void); //初始化 RTC,返回 0,失败;1,成功;
u8 Is_Leap_Year(u16 year); //平年,闰年判断
u8 RTC_Get(void); //更新时间
u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day);
u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec);//设置时间
#endif
从上面代码可以看到_calendar_obj 结构体所包含的东西，是一个完整的公历信息，包括年、月、日、周、时、分、秒等 7 个元素。我们以后要知道当前时间，只需要通过 RTC_Get 函数，执行时钟转换，然后就可以从 calendar 里面读出当前的公历时间了。
最后来看看主函数代码：
int main(void)
{
u8 t;
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(9600); //串口初始化为 9600
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
LCD_Init(); //初始化 LCD
usmart_dev.init(72); //初始化 USMART
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Mini STM32");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"RTC TEST");
LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2014/3/8");
while(RTC_Init()) //RTC 初始化 ，一定要初始化成功
{
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"RTC ERROR! "); delay_ms(800);
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"RTC Trying...");
}
//显示时间
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,130,200,16,16," - - ");
LCD_ShowString(60,162,200,16,16," : : ");
while(1)
{
if(t!=calendar.sec)
{
t=calendar.sec;
LCD_ShowNum(60,130,calendar.w_year,4,16);
LCD_ShowNum(100,130,calendar.w_month,2,16);
LCD_ShowNum(124,130,calendar.w_date,2,16);
switch(calendar.week)
{
case 0: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Sunday "); break;
case 1: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Monday "); break;
case 2: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Tuesday "); break;
case 3: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Wednesday");break;
case 4: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Thursday ");break;
case 5: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Friday ");break;
case 6: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,"Saturday ");break;
}
LCD_ShowNum(60,162,calendar.hour,2,16);
LCD_ShowNum(84,162,calendar.min,2,16);
LCD_ShowNum(108,162,calendar.sec,2,16);
LED0=!LED0;
}
delay_ms(10);
};
}
这部分代码就不再需要详细解释了，在包含了 rtc.h 之后，通过判断 calendar.sec 是否改变来决定要不要更新时间显示。同时我们设置 LED0 每 2 秒钟闪烁一次，用来提示程序已经开始跑了。
为了方便设置时间，我们在 usmart_config.c 里面，修改 usmart_nametab 如下：
struct _m_usmart_nametab usmart_nametab[]=
{
#if USMART_USE_WRFUNS==1 //如果使能了读写操作
(void*)read_addr,"u32 read_addr(u32 addr)",
(void*)write_addr,"void write_addr(u32 addr,u32 val)",
#endif
(void*)delay_ms,"void delay_ms(u16 nms)",
(void*)delay_us,"void delay_us(u32 nus)",
(void*)RTC_Set,"u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)",
};
将 RTC_Set 加入了 usmart，同时去掉了上一章的一些函数（减少代码量），这样通过串口就可以直接设置 RTC 时间了。
至此，RTC 实时时钟的软件设计就完成了，接下来就让我们来检验一下，我们的程序是否正确了。
整体函数代码：
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "rtc.h"
// 精英 STM32开发板
//RTC实时时钟 驱动代码
//正点原子@ALIENTEK
//2010/6/6
_calendar_obj calendar;//时钟结构体
static void RTC_NVIC_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn; //RTC全局中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级1位,从优先级3位
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //先占优先级0位,从优先级4位
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能该通道中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
}
//实时时钟配置
//初始化RTC时钟,同时检测时钟是否工作正常
//BKP->DR1用于保存是否第一次配置的设置
//返回0:正常
//其他:错误代码
u8 RTC_Init(void)
{
//检查是不是第一次配置时钟
u8 temp=0;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5050) //从指定的后备寄存器中读出数据:读出了与写入的指定数据不相同
{
BKP_DeInit(); //复位备份区域
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //设置外部低速晶振(LSE),使用外设低速晶振
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp<250) //检查指定的RCC标志位设置与否,等待低速晶振就绪
{
temp++;
delay_ms(10);
}
if(temp>=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置RTC时钟(RTCCLK),选择LSE作为RTC时钟
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC时钟
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
RTC_WaitForSynchro(); //等待RTC寄存器同步
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置
RTC_SetPrescaler(32767); //设置RTC预分频的值
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
RTC_Set(2015,1,14,17,42,55); //设置时间
RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5050); //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据
}
else//系统继续计时
{
RTC_WaitForSynchro(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
}
RTC_NVIC_Config();//RCT中断分组设置
RTC_Get();//更新时间
return 0; //ok
}
//RTC时钟中断
//每秒触发一次
//extern u16 tcnt;
void RTC_IRQHandler(void)
{
if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)//一秒钟中断
{
RTC_Get();//更新时间
}
if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET)//闹钟中断
{
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); //清闹钟中断
RTC_Get(); //更新时间
printf("Alarm Time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n",calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);//输出闹铃时间
}
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断
RTC_WaitForLastTask();
}
//判断是否是闰年函数
//月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
//闰年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
//非闰年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
//输入:年份
//输出:该年份是不是闰年.1,是.0,不是
u8 Is_Leap_Year(u16 year)
{
if(year%4==0) //必须能被4整除
{
if(year%100==0)
{
if(year%400==0)return 1;//如果以00结尾,还要能被400整除
else return 0;
}else return 1;
}else return 0;
}
//设置时钟
//把输入的时钟转换为秒钟
//以1970年1月1日为基准
//1970~2099年为合法年份
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
//月份数据表
u8 const table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5}; //月修正数据表
//平年的月份日期表
const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
u16 t;
u32 seccount=0;
if(syear<1970||syear>2099)return 1;
for(t=1970;t2099)return 1;
for(t=1970;t=365)
{
if(Is_Leap_Year(temp1))//是闰年
{
if(temp>=366)temp-=366;//闰年的秒钟数
else {temp1++;break;}
}
else temp-=365; //平年
temp1++;
}
calendar.w_year=temp1;//得到年份
temp1=0;
while(temp>=28)//超过了一个月
{
if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)//当年是不是闰年/2月份
{
if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数
else break;
}
else
{
if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
else break;
}
temp1++;
}
calendar.w_month=temp1+1; //得到月份
calendar.w_date=temp+1; //得到日期
}
temp=timecount%86400; //得到秒钟数
calendar.hour=temp/3600; //小时
calendar.min=(temp%3600)/60; //分钟
calendar.sec=(temp%3600)%60; //秒钟
calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);//获取星期
return 0;
}
//获得现在是星期几
//功能描述:输入公历日期得到星期(只允许1901-2099年)
//输入参数：公历年月日
//返回值：星期号
u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day)
{
u16 temp2;
u8 yearH,yearL;
yearH=year/100; yearL=year%100;
// 如果为21世纪,年份数加100
if (yearH>19)yearL+=100;
// 所过闰年数只算1900年之后的
temp2=yearL+yearL/4;
temp2=temp2%7;
temp2=temp2+day+table_week[month-1];
if (yearL%4==0&&month<3)temp2--;
return(temp2%7);
}