第15章 RTC实时时钟实验
第十五章 RTC实时时钟实验
1. 硬件设计
本实验用到的硬件资源有：
-
指示灯 DS0
-
串口
-
TFTLCD 模块
-
RTC
前面 3 个都介绍过了，而 RTC 属于 STM32F4 内部资源，其配置也是通过软件设置好就可以了。不过 RTC 不能断电，否则数据就丢失了， 我们如果想让时间在断电后还可以继续走，那么必须确保开发板的电池有电（ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板标配是有电池的）。
2. 软件设计
2.1 RTC时间设置
//RTC时间设置
//返回值:SUCEE(1),成功
// ERROR(0),进入初始化模式失败
HAL_StatusTypeDef RTC_Set_Time(u8 hour,u8 min,u8 sec,u8 ampm)
{
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStructure;
RTC_TimeStructure.Hours = hour;
RTC_TimeStructure.Minutes = min;
RTC_TimeStructure.Seconds = sec;
RTC_TimeStructure.TimeFormat = ampm;
RTC_TimeStructure.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
RTC_TimeStructure.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
return HAL_RTC_SetTime(&RTC_Handler, &RTC_TimeStructure,RTC_FORMAT_BIN);
}
2.2 RTC日期设置
//RTC日期设置
//返回值:SUCEE(1),成功
// ERROR(0),进入初始化模式失败
HAL_StatusTypeDef RTC_Set_Date(u8 year,u8 month,u8 date,u8 week)
{
RTC_DateTypeDef RTC_DateStructure;
RTC_DateStructure.Date = date;
RTC_DateStructure.Month = month;
RTC_DateStructure.WeekDay = week;
RTC_DateStructure.Year = year;
return HAL_RTC_SetDate(&RTC_Handler, &RTC_DateStructure,RTC_FORMAT_BIN);
}
2.3 RTC初始化
//RTC初始化
//返回值:0,初始化成功;
// 2,进入初始化模式失败;
u8 RTC_Init(void)
{
RTC_Handler.Instance=RTC;
RTC_Handler.Init.HourFormat=RTC_HOURFORMAT_24;// RTC设置为24小时格式
RTC_Handler.Init.AsynchPrediv=0X7F; // RTC异步分频系数(1~0X7F)
RTC_Handler.Init.SynchPrediv=0XFF; // RTC同步分频系数(0~7FFF)
RTC_Handler.Init.OutPut=RTC_OUTPUT_DISABLE; // RTC输出禁止
RTC_Handler.Init.OutPutPolarity=RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH; // RTC输出极性高
RTC_Handler.Init.OutPutType=RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN; // RTC输出类型开漏
if(HAL_RTC_Init(&RTC_Handler)!=HAL_OK) return 2;
if(HAL_RTCEx_BKUPRead(&RTC_Handler,RTC_BKP_DR0)!=0X5050)//是否第一次配置
{
RTC_Set_Time(17,41,0,RTC_HOURFORMAT12_PM); //设置时间 ,根据实际时间修改
RTC_Set_Date(2024,10,11,2); //设置日期
HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler,RTC_BKP_DR0,0X5050);//标记已经初始化过了
}
return 0;
}
2.4 RTC时钟配置
//RTC底层驱动，时钟配置
//此函数会被HAL_RTC_Init()调用
//hrtc:RTC句柄
void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef* hrtc)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct;
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 使能电源时钟PWR
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); // 取消备份区域写保护
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // LSE配置
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; // LSE不作为PLL来源
RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; //RTC使用LSE
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); // 配置外部时钟
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection=RCC_PERIPHCLK_RTC; // 外设为RTC
PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection=RCC_RTCCLKSOURCE_LSE; // RTC时钟源为LSE
HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct); // 配置RTC时钟
__HAL_RCC_RTC_ENABLE();//RTC时钟使能
}
2.5 设置闹钟时间
//设置闹钟时间(按星期闹铃,24小时制)
//week:星期几(1~7) @ref RTC_WeekDay_Definitions
//hour,min,sec:小时,分钟,秒钟
void RTC_Set_AlarmA(u8 week,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmSturuct;
RTC_AlarmSturuct.AlarmTime.Hours=hour; // 小时
RTC_AlarmSturuct.AlarmTime.Minutes=min; // 分钟
RTC_AlarmSturuct.AlarmTime.Seconds=sec; // 秒
RTC_AlarmSturuct.AlarmTime.SubSeconds=0; // 设置亚秒为0
RTC_AlarmSturuct.AlarmTime.TimeFormat = RTC_HOURFORMAT12_AM; // 24小时制
RTC_AlarmSturuct.AlarmMask=RTC_ALARMMASK_NONE; // 精确匹配星期，时分秒
RTC_AlarmSturuct.AlarmSubSecondMask=RTC_ALARMSUBSECONDMASK_NONE; // 无亚秒匹配
RTC_AlarmSturuct.AlarmDateWeekDaySel=RTC_ALARMDATEWEEKDAYSEL_WEEKDAY;//按星期
RTC_AlarmSturuct.AlarmDateWeekDay=week; // 星期
RTC_AlarmSturuct.Alarm=RTC_ALARM_A; // 闹钟A
HAL_RTC_SetAlarm_IT(&RTC_Handler,&RTC_AlarmSturuct,RTC_FORMAT_BIN);
HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn,0x01,0x02); //抢占优先级1,子优先级2
HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
}
2.6 RTC周期唤醒函数
//周期性唤醒定时器设置
/*wksel: @ref RTCEx_Wakeup_Timer_Definitions
#define RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16 ((uint32_t)0x00000000)
#define RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV8 ((uint32_t)0x00000001)
#define RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV4 ((uint32_t)0x00000002)
#define RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV2 ((uint32_t)0x00000003)
#define RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS ((uint32_t)0x00000004)
#define RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_17BITS ((uint32_t)0x00000006)
*/
//cnt:自动重装载值.减到0,产生中断.
void RTC_Set_WakeUp(u32 wksel, u16 cnt)
{
__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&RTC_Handler, RTC_FLAG_WUTF);//清除RTC WAKE UP的标志
HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&RTC_Handler,cnt,wksel); //设置重装载值和时钟
HAL_NVIC_SetPriority(RTC_WKUP_IRQn,0x02,0x02); // 抢占优先级1,子优先级2
HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_WKUP_IRQn);
}
2.7 RTC中断相关函数
//RTC闹钟中断服务函数
void RTC_Alarm_IRQHandler(void)
{
HAL_RTC_AlarmIRQHandler(&RTC_Handler);
}
//RTC闹钟A中断处理回调函数
void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
printf("ALARM A!\r\n");
}
//RTC WAKE UP中断服务函数
void RTC_WKUP_IRQHandler(void)
{
HAL_RTCEx_WakeUpTimerIRQHandler(&RTC_Handler);
}
//RTC WAKE UP中断处理
void HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
LED1=!LED1;
}
2.8 主函数
int main(void)
{
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct;
RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct;
u8 tbuf[40];
u8 t=0;
HAL_Init(); // 初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); // 设置时钟,168Mhz
delay_init(168); // 初始化延时函数
uart_init(115200); // 初始化USART
LED_Init(); // 初始化LED
LCD_Init(); // 初始化LCD
usmart_dev.init(84); // 初始化USMART
RTC_Init(); // 初始化RTC
RTC_Set_WakeUp(RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS, 0); // 配置WAKE UP中断,1秒钟中断一次
POINT_COLOR=RED; // 设置背景色为红色
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"RTC TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"by hazy1k");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2024/10/11");
while(1)
{
t++;
if((t%10)==0) // 每100ms更新一次显示数据
{
HAL_RTC_GetTime(&RTC_Handler, &RTC_TimeStruct, RTC_FORMAT_BIN); // 获取当前时间
sprintf((char*)tbuf,"Time:%02d:%02d:%02d",RTC_TimeStruct.Hours,RTC_TimeStruct.Minutes,RTC_TimeStruct.Seconds); // 打印时间
LCD_ShowString(30,140,210,16,16,tbuf); // 显示时间
HAL_RTC_GetDate(&RTC_Handler,&RTC_DateStruct,RTC_FORMAT_BIN); // 获取当前日期
sprintf((char*)tbuf,"Date:20%02d-%02d-%02d",RTC_DateStruct.Year,RTC_DateStruct.Month,RTC_DateStruct.Date); // 打印日期
LCD_ShowString(30,160,210,16,16,tbuf); // 显示日期
sprintf((char*)tbuf,"Week:%d",RTC_DateStruct.WeekDay); // 打印星期
LCD_ShowString(30,180,210,16,16,tbuf); // 显示星期
}
if((t%20)==0)LED0=!LED0; // 每200ms,翻转一次LED0
delay_ms(10);
}
}
3. 小结
下面我们简单回顾一下：
#include "stm32f4xx_hal.h" // 引入 HAL 库
// RTC 句柄
RTC_HandleTypeDef hrtc;
// USART 句柄（用于串口通信）
UART_HandleTypeDef huart2;
// 错误处理函数
void Error_Handler(void) {
// 用户可以添加自己的错误处理代码
while(1) {
// 进入死循环，等待调试
}
}
// RTC 初始化函数
void RTC_Init(void) {
// 启用 RTC 时钟
__HAL_RCC_RTC_ENABLE();
// 配置 RTC
hrtc.Instance = RTC; // 设置 RTC 实例
hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24; // 设置为24小时制
hrtc.Init.AsynchPrediv = 127; // 设置异步预分频器
hrtc.Init.SynchPrediv = 255; // 设置同步预分频器
hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE; // 禁用输
// 初始化 RTC，检查返回值以确保成功
if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK) {
Error_Handler(); // 初始化失败，调用错误处理函数
}
// 设置初始时间和日期
RTC_TimeTypeDef sTime;
RTC_DateTypeDef sDate;
sTime.Hours = 12; // 初始小时
sTime.Minutes = 0; // 初始分钟
sTime.Seconds = 0; // 初始秒钟
HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN); // 设置时间
sDate.Year = 24; // 设置年份 (2024)
sDate.Month = RTC_MONTH_JANUARY; // 设置月份 (1月)
sDate.Date = 1; // 设置日期 (1号)
HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN); // 设置日期
}
// USART2 初始化函数
void USART2_Init(void) {
__HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE(); // 启用 USART2 时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 启用 GPIOA 时钟
// 配置 USART2 引脚 (PA2 为 TX, PA3 为 RX)
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3; // TX 和 RX 引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上下拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; // 高速
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART2; // 复用功能
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 初始化引脚
// 配置 USART 参数
huart2.Instance = USART2;
huart2.Init.BaudRate = 115200; // 波特率
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 数据位长度
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 停止位
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无奇偶校验
huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 收发模式
huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; // 无硬件流控制
huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; // 过采样
if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK) {
Error_Handler(); // 初始化失败，调用错误处理函数
}
}
// 主函数
int main(void) {
HAL_Init(); // 初始化 HAL 库
SystemClock_Config(); // 配置系统时钟
USART2_Init(); // 初始化 USART2
RTC_Init(); // 初始化 RTC
// 主循环
while (1) {
RTC_TimeTypeDef sTime;
char buffer[50];
// 获取当前时间
HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);
// 格式化时间字符串
snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Current Time: %02d:%02d:%02d\r\n",
sTime.Hours, sTime.Minutes, sTime.Seconds);
// 通过串口发送时间
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer), HAL_MAX_DELAY);
// 延时 1 秒
HAL_Delay(1000);
}
}
// 系统时钟配置函数 (根据具体需要实现)
void SystemClock_Config(void) {
// 这里需要配置系统时钟，具体实现取决于你的硬件设计
}
