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STM32H743-ARM例程15-RTC

news 2025/10/11 9:47:05

实验平台

硬件：银杏科技GT7000双核心开发板-ARM-STM32H743XIH6，银杏科技iToolXE仿真器
软件：最新版本STM32CubeH7固件库，STM32CubeMX v6.10.0，开发板环境MDK v5.35，串口工具putty

RTC

RTC介绍

RTC（Real-Time Clock）是电子设备中的‌独立计时模块‌，功能类似于电子手表，用于管理所有低功耗模式的自动唤醒单元。实时时钟 (RTC) 是一个独立的 BCD 定时器/计数器。RTC 提供具有可编程闹钟中断功能的日历时钟/日历。RTC拥有独立电源域‌：通过VBAT引脚连接备份电池（典型3V CR2032），主电源关闭时保持计时。
主要特性如下：

包含亚秒、秒、分钟、小时（12/24 小时制）、星期几、日期、月份和年份的日历。
软件可编程的夏令时补偿，自动将月份的天数补偿为 28、29（闰年）、30 和 31 天。
具有中断功能的可编程闹钟。可通过任意日历字段的组合触发闹钟。
自动唤醒单元，可周期性地生成标志以触发自动唤醒中断。
参考时钟检测：可使用更加精确的第二时钟源（50Hz 或 60Hz）来提高日历的精确度。
利用亚秒级移位特性与外部时钟实现精确同步。
数字校准电路（周期性计数器调整）：精度为 0.95ppm，在数秒钟的校准窗口中获得。
用于事件保存的时间戳功能。
带可配置过滤器和内部上拉的入侵检测事件。
可屏蔽中断/事件：
- –闹钟 A
- –闹钟 B
- –唤醒中断
- –时间戳
- –入侵检测
32 备份寄存器。

RTC框图

在这里插入图片描述

1.时钟源

STM32H743 的 RTC 时钟（RTCCLK）通过时钟控制器，可以从 LSE 时钟、LSI 时钟以及HSE 时钟三者中选择（通过 RCC_BDCR寄存器选择）。一般我们选择 LSE，即外部 32.768Khz 晶振作为时钟源(RTCCLK)，而 RTC时钟核心，要求提供 1Hz 的时钟，所以，我们要设置 RTC 的可编程预分配器。

2.预分频器

STM32H743的可编程预分配器（RTC_PRER）分为 2 个部分：
（1）一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_A 位配置的 7 位异步预分频器。
（2）一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 位配置的 15 位同步预分频器。
RTC 框图中，ck_spre 的时钟可由如下计算公式计算：
Fck_spre=Frtcclk/[(PREDIV_S+1)*(PREDIV_A+1)]
其中，Fck_spre 即可用于更新日历时间等信息。PREDIV_A 和 PREDIV_S 为 RTC 的异步和同步分频器。且推荐设置 7 位异步预分频器（PREDIV_A）的值较大，以最大程度降低功耗。

3.日历时间（RTC_TR）和日期（RTC_DR）寄存器

STM32H743 的 RTC 日历时间（RTC_TR）和日期（RTC_DR）寄存器，用于存储时间和日期（也可以用于设置时间和日期），可以通过与 PCLK1（APB1 时钟）同步的影子寄存器来访问，这些时间和日期寄存器也可以直接访问，这样可避免等待同步的持续时间。
每隔 2 个 RTCCLK 周期，当前日历值便会复制到影子寄存器，并置位 RTC_ISR 寄存器的 RSF 位。我们可以读取RTC_TR 和 RTC_DR 来得到当前时间和日期信息，不过需要注意的是：时间和日期都是以BCD 码的格式存储的，读出来要转换一下，才可以得到十进制的数据。

4.可编程闹钟

STM32H743 提供两个可编程闹钟：闹钟 A（ALARM_A）和闹钟 B（ALARM_B）。通过 RTC_CR 寄存器的 ALRAE 和 ALRBE 位置 1 来使能闹钟。当日历的亚秒、秒、分、小时、日期分别与闹钟寄存器RTC_ALRMASSR/RTC_ALRMAR和RTC_ALRMBSSR/RTC_ALRMBR 中的值匹配时，则可以产生闹钟（需要适当配置）。本章我们将利用闹钟A 产生闹铃，即设置RTC_ALRMASSR 和 RTC_ALRMAR 即可。

5.周期性自动唤醒

STM32H743 的 RTC 不带秒钟中断，但是多了一个周期性自动唤醒功能。周期性唤醒功能，由一个 16 位可编程自动重载递减计数器（RTC_WUTR）生成，可用于周期性中断/唤醒。
我们可以通过 RTC_CR 寄存器中的WUTE 位设置使能此唤醒功能。唤醒定时器的时钟输入可以是：2、4、8 或 16 分频的 RTC 时钟(RTCCLK)，也可以是 ck_spre 时钟（一般为1 HZ）。
本实验中，通过软件对 RTC 计数器进行相关的配置，可以提供时钟功能，通过修改计时器的值可以调整时钟。最终通过串口在终端显示时间。

STM32CubeMX生成工程

我们参考前面章节STM32H743-结合CubeMX新建HAL库MDK工程，打开CubeMX软件，重复步骤不再展示，我们来看配置RTC部分如下图所示：
在这里插入图片描述

实验代码

1. 主函数

int main(void)
{RTC_TimeTypeDef sTime;//定义RTC_TimeTypeDef结构体类型下的结构体变量sTime（时间）RTC_DateTypeDef sDate;//（日期）int second_bak = 0;MPU_Config();HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_RTC_Init();MX_USART6_UART_Init();uart6.initialize(115200);//设置RTC日期和时间my_rtc.set_date(25,3,11,2);my_rtc.set_time(14,32,00);while (1){if(systick._500ms_flag == 1){systick._500ms_flag = 0;HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);//使用HAL库函数获取RTC的时间信息，将结果存储在sTime变量中HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN);//使用HAL库函数获取RTC的日期信息，将结果存储在sDate变量中if(second_bak != sTime.Seconds)                              //上一秒的秒数second_bak是否与当前秒数sTime.Seconds不相等，用于实现每秒钟输出一次RTC时间{uart6.printf("\x0c");             //用于清屏操作uart6.printf("\033[1;32;40m");    //用于设置终端显示颜色uart6.printf("Hello,I am GT7000!\r\nThis is RTC TIME interface！\r\n");uart6.printf("RTC TIME:");uart6.printf(" %02d:%02d:%02d",sTime.Hours,sTime.Minutes,sTime.Seconds);                 //将格式化后的时间信息发送到UART6，格式为"时:分:秒"uart6.printf("20%02d-%02d-%02d星期期%01d\r\n\r\n",sDate.Year,sDate.Month,sDate.Date,sDate.WeekDay);//将格式化后的日期信息发送到UART6，格式为"年-月-日   星期-"second_bak = sTime.Seconds;}}}
}

2. RTC初始化

void MX_RTC_Init(void)
{RTC_TimeTypeDef sTime = {0};RTC_DateTypeDef sDate = {0};hrtc.Instance = RTC;hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;hrtc.Init.SynchPrediv = 255;hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_NONE;if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK){Error_Handler();}sTime.Hours = 0x11;sTime.Minutes = 0x40;sTime.Seconds = 0x0;sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_TUESDAY;sDate.Month = RTC_MONTH_MARCH;sDate.Date = 0x11;sDate.Year = 0x0;if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}if (HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer(&hrtc, 0, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16) != HAL_OK){Error_Handler();}
}

该函数用来初始化 RTC 配置以及日期和时钟，这里设置时间和日期，分别是通过
HAL_RTC_SetTime 函数和 HAL_RTC_SetDate 函数来实现。

3、设置时间和日期
主函数中调用设置时间和日期的自定义函数rtc_set_time 和rtc_set_date 来设置初始时间日期，这两个函数实际就是调用库函数里面的 HAL_RTC_SetTime 函数和HAL_RTC_SetDate函数来实现的，它们的定义如下：

static int rtc_set_time(unsigned char hour,unsigned char min,unsigned char sec)
{RTC_TimeTypeDef sTime;sTime.Hours = hour;sTime.Minutes = min;sTime.Seconds = sec;sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK){while(1);}return 0;
}
static int rtc_set_date(unsigned char year,unsigned char month,unsigned char date,unsigned char week)
{RTC_DateTypeDef sDate;sDate.WeekDay = week;sDate.Month = month;sDate.Date = date;sDate.Year = year;if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK){while(1);}       return 0;
}