【STM32】STM32学习笔记-Unix时间戳(41)

00. 目录

01. Unix时间戳

•Unix 时间戳（Unix Timestamp）定义为从UTC/GMT的1970年1月1日0时0分0秒开始所经过的秒数，不考虑闰秒

•时间戳存储在一个秒计数器中，秒计数器为32位/64位的整型变量

•世界上所有时区的秒计数器相同，不同时区通过添加偏移来得到当地时间

02. UTC/GMT

•GMT（Greenwich Mean Time）格林尼治标准时间是一种以地球自转为基础的时间计量系统。它将地球自转一周的时间间隔等分为24小时，以此确定计时标准

•UTC（Universal Time Coordinated）协调世界时是一种以原子钟为基础的时间计量系统。它规定铯133原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间为1秒。当原子钟计时一天的时间与地球自转一周的时间相差超过0.9秒时，UTC会执行闰秒来保证其计时与地球自转的协调一致

03. 时间戳转换

C语言的time.h模块提供了时间获取和时间戳转换的相关函数，可以方便地进行秒计数器、日期时间和字符串之间的转换

04. C 标准库

C 标准库

time.h 头文件定义了四个变量类型、两个宏和各种操作日期和时间的函数。

下面是头文件 time.h 中定义的变量类型：

序号	变量 & 描述
1	size_t 是无符号整数类型，它是 sizeof 关键字的结果。
2	clock_t 这是一个适合存储处理器时间的类型。
3	time_t is 这是一个适合存储日历时间类型。
4	struct tm 这是一个用来保存时间和日期的结构。

tm 结构的定义如下：

struct tm {
   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59        */
   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59        */
   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23        */
   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31    */
   int tm_mon;         /* 月，范围从 0 到 11        */
   int tm_year;        /* 自 1900 年起的年数        */
   int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6    */
   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365    */
   int tm_isdst;       /* 夏令时                */
};

库宏

下面是头文件 time.h 中定义的宏：

序号	宏 & 描述
1	NULL 这个宏是一个空指针常量的值。
2	CLOCKS_PER_SEC 这个宏表示每秒的处理器时钟个数。

库函数

下面是头文件 time.h 中定义的函数：

序号	函数 & 描述
1	char *asctime(const struct tm *timeptr) 返回一个指向字符串的指针，它代表了结构 timeptr 的日期和时间。
2	clock_t clock(void) 返回程序执行起（一般为程序的开头），处理器时钟所使用的时间。
3	char *ctime(const time_t *timer) 返回一个表示当地时间的字符串，当地时间是基于参数 timer。
4	double difftime(time_t time1, time_t time2) 返回 time1 和 time2 之间相差的秒数 (time1-time2)。
5	struct tm *gmtime(const time_t *timer) timer 的值被分解为 tm 结构，并用协调世界时（UTC）也被称为格林尼治标准时间（GMT）表示。
6	struct tm *localtime(const time_t *timer) timer 的值被分解为 tm 结构，并用本地时区表示。
7	time_t mktime(struct tm *timeptr) 把 timeptr 所指向的结构转换为一个依据本地时区的 time_t 值。
8	size_t strftime(char *str, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr) 根据 format 中定义的格式化规则，格式化结构 timeptr 表示的时间，并把它存储在 str 中。
9	time_t time(time_t *timer) 计算当前日历时间，并把它编码成 time_t 格式。

05. 时间相关函数示例

5.1 time函数

time_t time(time_t *t)
功能:
	C 库函数 time_t time(time_t *seconds) 返回自纪元 Epoch（1970-01-01 00:00:00 UTC）起经过的时间，以秒为单位。如果 seconds 不为空，则返回值也存储在变量 seconds 中。

参数:
	seconds -- 这是指向类型为 time_t 的对象的指针，用来存储 seconds 的值。

返回值:
	以 time_t 对象返回当前日历时间。

    

示例:

#include 
#include 

int main(void)
{

    time_t t;

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);


    return 0;
}

5.2 gmtime函数

struct tm *gmtime(const time_t *timer)
功能:
	使用 timer 的值来填充 tm 结构，并用协调世界时（UTC）也被称为格林尼治标准时间（GMT）表示。

参数:
	timeptr -- 这是指向表示日历时间的 time_t 值的指针。

返回值:
  该函数返回指向 tm 结构的指针，该结构带有被填充的时间信息。下面是 timeptr 结构的细节：
    
 struct tm {
   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59                */
   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59                */
   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23                */
   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31                    */
   int tm_mon;         /* 月份，范围从 0 到 11                */
   int tm_year;        /* 自 1900 起的年数                */
   int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6                */
   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365                    */
   int tm_isdst;       /* 夏令时                        */    
};   

程序示例

#include 
#include 

int main(void)
{

    struct tm *tm1 = NULL;
    time_t t;

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);

    tm1 = gmtime(&t);

    printf("year: %d\n", tm1->tm_year + 1900);
    printf("mon: %d\n", tm1->tm_mon + 1);
    printf("mday: %d\n", tm1->tm_mday);

    printf("%d:%d:%d\n", tm1->tm_hour, tm1->tm_min, tm1->tm_sec);


    return 0;
}

运行结果

root@local:~/code# ./a.out  
t = 1706176342
year: 2024
mon: 1
mday: 25
9:52:22
root@local:~/code# 

5.3 localtime函数

struct tm *localtime(const time_t *timer)
功能:
	用 timer 的值来填充 tm 结构。timer 的值被分解为 tm 结构，并用本地时区表示。

参数:
	timer -- 这是指向表示日历时间的 time_t 值的指针。

返回值:
	该函数返回指向 tm 结构的指针，该结构带有被填充的时间信息。下面是 tm 结构的细节：

       
struct tm {
   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59                */
   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59                */
   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23                */
   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31                    */
   int tm_mon;         /* 月份，范围从 0 到 11                */
   int tm_year;        /* 自 1900 起的年数                */
   int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6                */
   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365                    */
   int tm_isdst;       /* 夏令时                        */    
};

程序示例

#include 
#include 

int main(void)
{

    struct tm *tm1 = NULL;
    time_t t;

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);

    tm1 = localtime(&t);

    printf("year: %d\n", tm1->tm_year + 1900);
    printf("mon: %d\n", tm1->tm_mon + 1);
    printf("mday: %d\n", tm1->tm_mday);

    printf("%d:%d:%d\n", tm1->tm_hour, tm1->tm_min, tm1->tm_sec);


    return 0;
}

运行结果

root@local:~/code# ./a.out  
t = 1706176551
year: 2024
mon: 1
mday: 25
17:55:51
root@local:~/code# 

5.4 mktime函数

time_t mktime(struct tm *timeptr)
功能:
	把 timeptr 所指向的结构转换为一个依据本地时区的 time_t 值。

参数:
	timeptr -- 这是指向表示日历时间的 time_t 值的指针，该日历时间被分解为以下各部分。下面是 timeptr 结构的细节：

返回值:
	该函数返回一个 time_t 值，该值对应于以参数传递的日历时间。如果发生错误，则返回 -1 值。
        
struct tm {
   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59                */
   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59                */
   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23                */
   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31                    */
   int tm_mon;         /* 月份，范围从 0 到 11                */
   int tm_year;        /* 自 1900 起的年数                */
   int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6                */
   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365                    */
   int tm_isdst;       /* 夏令时                        */    
};
    

程序示例

#include 
#include 

int main(void)
{

    struct tm *tm1 = NULL;
    time_t t;

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);

    tm1 = localtime(&t);

    printf("year: %d\n", tm1->tm_year + 1900);
    printf("mon: %d\n", tm1->tm_mon + 1);
    printf("mday: %d\n", tm1->tm_mday);

    printf("%d:%d:%d\n", tm1->tm_hour, tm1->tm_min, tm1->tm_sec);

    t = mktime(tm1);
    printf("t = %ld\n", t);

    return 0;
}

运行结果

root@local:~/code# 
root@local:~/code# ./a.out  
t = 1706176784
year: 2024
mon: 1
mday: 25
17:59:44
t = 1706176784
root@local:~/code# 

5.5 ctime函数

char *ctime(const time_t *timer)
功能:
	返回一个表示当地时间的字符串，当地时间是基于参数 timer。
	返回的字符串格式如下：Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy其中，Www 表示星期几，Mmm 是以字母表示的月份，dd 表示一月中的第几天，hh:mm:ss 表示时间，yyyy 表示年份。

参数:
	timer -- 这是指向 time_t 对象的指针，该对象包含了一个日历时间。

返回值：
   该函数返回一个 C 字符串，该字符串包含了可读格式的日期和时间信息。 
    

程序示例

#include 
#include 

int main(void)
{

    struct tm *tm1 = NULL;
    time_t t;

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);

    printf("%s\n", ctime(&t));

    return 0;
}

运行结果

root@local:~/code# ./a.out  
t = 1706176968
Thu Jan 25 18:02:48 2024

root@local:~/code# 

5.6 asctime函数

char *asctime(const struct tm *timeptr)
功能:
	返回一个指向字符串的指针，它代表了结构 struct timeptr 的日期和时间。

参数:
	timeptr 是指向 tm 结构的指针，包含了分解为如下各部分的日历时间：

返回值:
	该函数返回一个 C 字符串，包含了可读格式的日期和时间信息 Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy，其中，Www 表示星期几，Mmm 是以字母表示的月份，dd 表示一月中的第几天，hh:mm:ss 表示时间，yyyy 表示年份。

struct tm {
   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59                */
   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59                */
   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23                */
   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31                    */
   int tm_mon;         /* 月份，范围从 0 到 11                */
   int tm_year;        /* 自 1900 起的年数                */
   int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6                */
   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365                    */
   int tm_isdst;       /* 夏令时                        */    
};    
    

程序示例:

#include 
#include 

int main(void)
{

    struct tm *tm1 = NULL;
    time_t t;

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);

    tm1 = localtime(&t);

    printf("year: %d\n", tm1->tm_year + 1900);
    printf("mon: %d\n", tm1->tm_mon + 1);
    printf("mday: %d\n", tm1->tm_mday);

    printf("%d:%d:%d\n", tm1->tm_hour, tm1->tm_min, tm1->tm_sec);

    printf("%s\n", asctime(tm1));

    return 0;
}

运行结果:

root@local:~/code# ./a.out  
t = 1706177253
year: 2024
mon: 1
mday: 25
18:7:33
Thu Jan 25 18:07:33 2024

root@local:~/code# 

5.7 strftime函数

size_t strftime(char *str, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr)
功能:
	根据 format 中定义的格式化规则，格式化结构 timeptr 表示的时间，并把它存储在 str 中。

参数:
	str -- 这是指向目标数组的指针，用来复制产生的 C 字符串。
	maxsize -- 这是被复制到 str 的最大字符数。
	format -- 这是 C 字符串，包含了普通字符和特殊格式说明符的任何组合。这些格式说明符由函数替换为表示 tm 中所指定时间的相对应值。格式说明符是：
	timeptr -- 这是指向 tm 结构的指针，该结构包含了一个呗分解为以下各部分的日历时间：
返回值:
	如果产生的 C 字符串小于 size 个字符（包括空结束字符），则会返回复制到 str 中的字符总数（不包括空结束字符），否则返回零。


struct tm {
   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59                */
   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59                */
   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23                */
   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31                    */
   int tm_mon;         /* 月份，范围从 0 到 11                */
   int tm_year;        /* 自 1900 起的年数                */
   int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6                */
   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365                    */
   int tm_isdst;       /* 夏令时                        */    
};

说明符	替换为	示例
%a	缩写的星期几名称	Sun
%A	完整的星期几名称	Sunday
%b	缩写的月份名称	Mar
%B	完整的月份名称	March
%c	日期和时间表示法	Sun Aug 19 02:56:02 2012
%d	一月中的第几天（01-31）	19
%H	24 小时格式的小时（00-23）	14
%I	12 小时格式的小时（01-12）	05
%j	一年中的第几天（001-366）	231
%m	十进制数表示的月份（01-12）	08
%M	分（00-59）	55
%p	AM 或 PM 名称	PM
%S	秒（00-61）	02
%U	一年中的第几周，以第一个星期日作为第一周的第一天（00-53）	33
%w	十进制数表示的星期几，星期日表示为 0（0-6）	4
%W	一年中的第几周，以第一个星期一作为第一周的第一天（00-53）	34
%x	日期表示法	08/19/12
%X	时间表示法	02:50:06
%y	年份，最后两个数字（00-99）	01
%Y	年份	2012
%Z	时区的名称或缩写	CDT
%%	一个 % 符号	%

程序示例:

#include 
#include 

int main(void)
{

    struct tm *tm1 = NULL;
    time_t t;

    char buf[128];

    t = time(NULL);

    printf("t = %ld\n", t);

    tm1 = localtime(&t);

    printf("year: %d\n", tm1->tm_year + 1900);
    printf("mon: %d\n", tm1->tm_mon + 1);
    printf("mday: %d\n", tm1->tm_mday);

    printf("%d:%d:%d\n", tm1->tm_hour, tm1->tm_min, tm1->tm_sec);

    printf("%s\n", asctime(tm1));

    strftime(buf, 80, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tm1);
    printf("格式化后的日期: %s\n", buf);


    return 0;
}

运行结果:

root@local:~/code# ./a.out  
t = 1706177489
year: 2024
mon: 1
mday: 25
18:11:29
Thu Jan 25 18:11:29 2024

格式化后的日期: 2024-01-25 18:11:29
root@local:~/code# 

06. 预留

07. 附录

参考: 【STM32】江科大STM32学习笔记汇总