本文主要是介绍【STM32】读写BKP备份寄存器RTC实时时钟,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
目录
BKP
BKP简介
BKP基本结构
BKP测试代码
RTC
RTC简介
RTC框图
RTC基本结构
硬件电路
RTC操作注意事项
接线图
初始化
使用BKP解决只初始化一次时间
初始化参考代码
RTC设置时间
RTC读取时间
完整代码
MyRTC.c
MyRTC.h
main.c
BKP
BKP简介
- BKP(Backup Registers)备份寄存器
- BKP可用于存储用户应用程序数据。当VDD(2.0~3.6V)电源被切断,他们仍然由VBAT(1.8~3.6V)维持供电。当系统在待机模式下被唤醒,或系统复位或电源复位时,他们也不会被复位
- TAMPER引脚产生的侵入事件将所有备份寄存器内容清除
- RTC引脚输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲
- 存储RTC时钟校准寄存器
- 用户数据存储容量: 20字节(中容量和小容量)/ 84字节(大容量和互联型)
BKP基本结构
BKP测试代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"uint8_t KeyNum; //定义用于接收按键键码的变量uint16_t ArrayWrite[] = {0x1234, 0x5678}; //定义要写入数据的测试数组
uint16_t ArrayRead[2]; //定义要读取数据的测试数组int main(void)
{ /*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化Key_Init(); //按键初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "W:");OLED_ShowString(2, 1, "R:");OLED_ShowHexNum(1, 3, ArrayWrite[0], 4); //读取出来OLED_ShowHexNum(1, 8, ArrayWrite[1], 4); //读取出来//先初始化,写DR,读DR/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //开启PWR的时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //开启BKP的时钟/*备份寄存器访问使能*/PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使用PWR开启对备份寄存器的访问//测试程序
// BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0x1234); //c8t6 是中容量芯片,DR1~DR10
// OLED_ShowHexNum(1,1,BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1), 4); //读取出来while (1){KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码if (KeyNum == 1) //按键1按下{ //按键1按下,自加并且写入ArrayWrite[0] ++; //测试数据自增ArrayWrite[1] ++;BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, ArrayWrite[0]); //写入测试数据到备份寄存器BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR2, ArrayWrite[1]);OLED_ShowHexNum(1, 3, ArrayWrite[0], 4); //显示写入的测试数据OLED_ShowHexNum(1, 8, ArrayWrite[1], 4);}ArrayRead[0] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1); //读取备份寄存器的数据ArrayRead[1] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayRead[0], 4); //显示读取的备份寄存器数据OLED_ShowHexNum(2, 8, ArrayRead[1], 4); }
}
RTC
RTC简介
- RTC(Real Time Clock)实时时钟
- RTC是一个独立的定时器,可为系统提供时钟和日历的功能(DS1302是外挂RTC芯片)
- RTC和时钟配置系统处于后备区域,系统复位时数据不清零,VDD(2.0~3.6V)断电后可借助VBAT(1.8~3.6V)供电继续走时
- 32位的可编程计数器,可对应Unix时间戳的秒计数器
- 20位的可编程预分频器,可适配不同频率的输入时钟
- 可选择三种RTC时钟源:
HSE时钟除以128(通常为8MHz/128)
LSE振荡器时钟(通常为32.768KHz)
LSI振荡器时钟(40KHz)
RTC时钟一般都用32.768KHz的晶振
32.768KHz = 32768Hz = 2^15,经过一个15位的分频器自然溢出,就能得到1Hz频率
自然溢出就是设计一个15位计数器,这个计数器不用设置计数目标,从0计数到最大32767,计满后自然溢出,好处就是不用额外设计一个计数目标了,也不用比较是否到了计数目标,简化电路的设计,节省资源,RTC电路中基本都是清一色的用32.768KHz晶振~
只有LSE振荡器时钟(通常为32.768KHz),可以通过VBAT备用电池供电,其他两路时钟,掉电停止运行
RTC框图
由图可以看出,RTC是APB1总线上的功能
RTC基本结构
硬件电路
推荐连接电路:电池和主电源都加了一个低压降的二极管,防止电流倒灌,VBAT+一个0.1uF(0.1uF = 100nF)的电源滤波电容
RTC操作注意事项
- 执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问:
设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN,使能PWR和BKP时钟
设置PWR_CR的DBP,使能对BKP和RTC的访问- 若在读取RTC寄存器时,RTC的APB1接口曾经处于禁止状态,则软件首先必须等待RTC_CRL寄存器中的RSF位(寄存器同步标志)被硬件置1
- 必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位,使RTC进入配置模式后,才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器
- 对RTC任何寄存器的写操作,都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位,判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是1时,才可以写入RTC寄存器
接线图
初始化
初始化流程如下
- 开启PWR的时钟
- 开启BKP的时钟
- 使用PWR开启对备份寄存器的访问
- 通过写入备份寄存器的标志位,判断RTC是否是第一次配置
- if成立则执行第一次的RTC配置
- 开启LSE时钟
- 等待LSE准备就绪
- 选择RTCCLK来源为LSE
- RTCCLK使能
- 等待同步
- 等待上一次操作完成
- 设置RTC预分频器,预分频后的计数频率为1Hz
- 等待上一次操作完成
- 设置时间,调用此函数,全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
- 在备份寄存器写入自己规定的标志位,用于判断RTC是不是第一次执行配置
- RTC不是第一次配置
- 等待同步
- 等待上一次操作完成
使用BKP解决只初始化一次时间
(在主电源断电,备用电池没断电的情况下)
先随便写一个数据,如果上电显示,这个数据没有清零,就说明备用电池存在,就不需要初始化,如果清零了,就带白鸥系统完全断电过,就需要初始化了
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{执行初始化
...
初始化后,写入BKP_DR1=0xA5A5
}
else//RTC不是第一次配置
{如果已经初始化过了,就不执行初始化
}
这样就可以防止重复初始化和时间重置~ 妙哉~
初始化参考代码
/*** 函 数:RTC初始化* 参 数:无* 返 回 值:无*/
void MyRTC_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //开启PWR的时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //开启BKP的时钟/*备份寄存器访问使能*/PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使用PWR开启对备份寄存器的访问if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5) //通过写入备份寄存器的标志位,判断RTC是否是第一次配置//if成立则执行第一次的RTC配置{RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //开启LSE时钟while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET); //等待LSE准备就绪,等于1就退出RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //选择RTCCLK来源为LSERCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //RTCCLK使能RTC_WaitForSynchro(); //等待同步RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成RTC_SetPrescaler(32768 - 1); //设置RTC预分频器,预分频后的计数频率为1HzRTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成MyRTC_SetTime(); //设置时间,调用此函数,全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5); //在备份寄存器写入自己规定的标志位,用于判断RTC是不是第一次执行配置}else //RTC不是第一次配置{RTC_WaitForSynchro(); //等待同步RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成}
}
RTC设置时间
根据time.h里的时间格式,每次赋值的年份都要-1900,月份要-1
- //调用mktime函数,将日期时间转换为秒计数器格式
- //- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
/*** 函 数:RTC设置时间* 参 数:无* 返 回 值:无* 说 明:调用此函数后,全局数组里时间值将刷新到RTC硬件电路*/
void MyRTC_SetTime(void)
{time_t time_cnt; //定义秒计数器数据类型struct tm time_date; //定义日期时间数据类型time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900; //将数组的时间赋值给日期时间结构体time_date.tm_mon = MyRTC_Time[1] - 1;time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];time_date.tm_min = MyRTC_Time[4];time_date.tm_sec = MyRTC_Time[5];time_cnt = mktime(&time_date) - 8 * 60 * 60; //调用mktime函数,将日期时间转换为秒计数器格式//- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整RTC_SetCounter(time_cnt); //将秒计数器写入到RTC的CNT中RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
}
RTC读取时间
根据time.h里的时间格式,每次赋值的年份都要+1900,月份要+1
- //读取RTC的CNT,获取当前的秒计数器
- //+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整(北京时间)
/*** 函 数:RTC读取时间* 参 数:无* 返 回 值:无* 说 明:调用此函数后,RTC硬件电路里时间值将刷新到全局数组*/
void MyRTC_ReadTime(void)
{time_t time_cnt; //定义秒计数器数据类型struct tm time_date; //定义日期时间数据类型time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60; //读取RTC的CNT,获取当前的秒计数器//+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整(北京时间)time_date = *localtime(&time_cnt); //使用localtime函数,将秒计数器转换为日期时间格式MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900; //将日期时间结构体赋值给数组的时间MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
}
完整代码
MyRTC.c
#include "MyRTC.h"uint16_t MyRTC_Time[] = {2024, 2, 20, 22, 10, 55}; //定义全局的时间数组,数组内容分别为年、月、日、时、分、秒
//不要写01、02 C语言中的0开头代表8进制,09就会有bug 123!=0123/*** 函 数:RTC设置时间* 参 数:无* 返 回 值:无* 说 明:调用此函数后,全局数组里时间值将刷新到RTC硬件电路*/
void MyRTC_SetTime(void)
{time_t time_cnt; //定义秒计数器数据类型struct tm time_date; //定义日期时间数据类型time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900; //将数组的时间赋值给日期时间结构体time_date.tm_mon = MyRTC_Time[1] - 1;time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];time_date.tm_min = MyRTC_Time[4];time_date.tm_sec = MyRTC_Time[5];time_cnt = mktime(&time_date) - 8 * 60 * 60; //调用mktime函数,将日期时间转换为秒计数器格式//- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整RTC_SetCounter(time_cnt); //将秒计数器写入到RTC的CNT中RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
}/*** 函 数:RTC读取时间* 参 数:无* 返 回 值:无* 说 明:调用此函数后,RTC硬件电路里时间值将刷新到全局数组*/
void MyRTC_ReadTime(void)
{time_t time_cnt; //定义秒计数器数据类型struct tm time_date; //定义日期时间数据类型time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60; //读取RTC的CNT,获取当前的秒计数器//+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整(北京时间)time_date = *localtime(&time_cnt); //使用localtime函数,将秒计数器转换为日期时间格式MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900; //将日期时间结构体赋值给数组的时间MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
}/*** 函 数:RTC初始化* 参 数:无* 返 回 值:无*/
void MyRTC_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //开启PWR的时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //开启BKP的时钟/*备份寄存器访问使能*/PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使用PWR开启对备份寄存器的访问if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5) //通过写入备份寄存器的标志位,判断RTC是否是第一次配置//if成立则执行第一次的RTC配置{RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //开启LSE时钟while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET); //等待LSE准备就绪,等于1就退出RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //选择RTCCLK来源为LSERCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //RTCCLK使能RTC_WaitForSynchro(); //等待同步RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成RTC_SetPrescaler(32768 - 1); //设置RTC预分频器,预分频后的计数频率为1HzRTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成MyRTC_SetTime(); //设置时间,调用此函数,全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5); //在备份寄存器写入自己规定的标志位,用于判断RTC是不是第一次执行配置}else //RTC不是第一次配置{RTC_WaitForSynchro(); //等待同步RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成}
}//如果LSE无法起振导致程序卡死在初始化函数中
//可将初始化函数替换为下述代码,使用LSI当作RTCCLK
//LSI无法由备用电源供电,故主电源掉电时,RTC走时会暂停
/*
void MyRTC_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5){RCC_LSICmd(ENABLE);while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);RTC_WaitForSynchro();RTC_WaitForLastTask();RTC_SetPrescaler(40000 - 1);RTC_WaitForLastTask();MyRTC_SetTime();BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);}else{RCC_LSICmd(ENABLE); //即使不是第一次配置,也需要再次开启LSI时钟while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);RTC_WaitForSynchro();RTC_WaitForLastTask();}
}*/
MyRTC.h
#ifndef __MYRTC_H__
#define __MYRTC_H__#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <time.h>extern uint16_t MyRTC_Time[]; //外部传参void MyRTC_Init(void);
void MyRTC_SetTime(void);
void MyRTC_ReadTime(void);#endif
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyRTC.h"int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init(); //OLED初始化MyRTC_Init(); //RTC初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "Date:XXXX-XX-XX");OLED_ShowString(2, 1, "Time:XX:XX:XX");OLED_ShowString(3, 1, "CNT :");OLED_ShowString(4, 1, "DIV :");while (1){MyRTC_ReadTime(); //RTC读取时间,最新的时间存储到MyRTC_Time数组中OLED_ShowNum(1, 6, MyRTC_Time[0], 4); //显示MyRTC_Time数组中的时间值,年OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[1], 2); //月OLED_ShowNum(1, 14, MyRTC_Time[2], 2); //日OLED_ShowNum(2, 6, MyRTC_Time[3], 2); //时OLED_ShowNum(2, 9, MyRTC_Time[4], 2); //分OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2); //秒OLED_ShowNum(3, 6, RTC_GetCounter(), 10); //显示32位的秒计数器//OLED_ShowNum(4, 6, RTC_GetDivider(), 10); //显示余数寄存器 DIV//将32767-0,线性变换到0-999这个范围,显示成1000ms的意思OLED_ShowNum(4, 6, (32767-RTC_GetDivider()) / 32767.0 * 999, 10); //显示余数寄存器}
}
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