RT-Thread 硬件RTC单片机唤醒及闹钟响铃

单片机硬件上的RTC既可以为单片机提供准确的时间，也可以对单片机进行定时唤醒（wakeup）

以正点原子阿波罗 STM32F429IGT6为例，具体实现方式如下：

第一步：打开CubeMX，对相关功能进行配置

①、打开LSE

②、 设置RTC；

 ③、配置RTC时钟

 第二步：打开RT-Thread Settings 打开其中的RTC配置

 第三步：在stm32f4xx_hal_conf_bak.h中取消HAL_RTC_MODULE_ENABLED的注释

第四步：在board.h中取消BSP_USING_ONCHIP_RTC的注释；

第五步：将stm32f4xx_hal_msp.c下的HAL_RTC_MspInit复制到board.c文件下；

第六步：开始编写程序代码如下

/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2023-07-07     Lenovo       the first version
 */

/*
*   int tm_sec;        秒 – 取值区间为[0,59]
    int tm_min;        分 - 取值区间为[0,59]
    int tm_hour;       时 - 取值区间为[0,23]
    int tm_mday;       一个月中的日期 - 取值区间为[1,31]
    int tm_mon;        月份（从一月开始，0代表一月） - 取值区间为[0,11]
    int tm_year;       年份，其值等于实际年份减去1900
    int tm_wday;       星期 – 取值区间为[0,6]，其中0代表星期天，1代表星期一
    int tm_yday;       从每年1月1日开始的天数– 取值区间[0,365]，其中0代表1月1日
    int tm_isdst;      夏令时标识符，夏令时tm_isdst为正；不实行夏令时tm_isdst为0
 * */

/*   函数名                                                                    功能描述                                                                                         原型
 *    time                      返回从19970-1-1，00：00：00至今的秒数
 *  localtime                   获取本地时间，年、月、日、时、分、秒、周
 *   mktime                     将当前时间还原成自19970-1-1，00：00：00至今的秒数
 *  rtc_init                    rtc相关参数设置初始化                                                                                 int rtc_init(void)
 *  rtc_wakeup_time_set         设置单片机唤醒时间                                                                                       int rtc_wakeup_time_set(rt_uint32_t time)
 *  rtc_set_date                设置rtc日期                                                                                                   int rtc_set_date(rt_uint32_t year, rt_uint32_t month, rt_uint32_t day, rt_uint32_t week)
 *  rtc_set_time                设置rtc时间                                                                                                   int rtc_set_time(rt_uint32_t hour, rt_uint32_t minute, rt_uint32_t second)
 *  rtc_bkp_reset               复位BKP，下次启动时可复位rtc时间设置                                                     int rtc_bkp_reset(void)
 *  rtc_Set_AlarmA              设置闹钟A                                                   void rtc_Set_AlarmA(uint8_t week,uint8_t hour,uint8_t min,uint8_t sec)
 *
 * */
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <rtdbg.h>
#include <board.h>
#include "time.h"

#define BKUP_REG_DATA 0xA5A5
#define BKUP_RE_REG_DATA 0x0000
static RTC_HandleTypeDef RTC_Handler;

/**
  * @brief RTC Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
int rtc_init(void)
{
  RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
  RTC_DateTypeDef sDate = {0};

  /** Initialize RTC Only
  */
  RTC_Handler.Instance = RTC;
  RTC_Handler.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
  RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = 127;
  RTC_Handler.Init.SynchPrediv = 255;
  RTC_Handler.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
  RTC_Handler.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
  RTC_Handler.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
  if (HAL_RTC_Init(&RTC_Handler) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initialize RTC and set the Time and Date
  */
  if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR1) != BKUP_REG_DATA)
  {
      sTime.Hours = 0x0;
      sTime.Minutes = 0x0;
      sTime.Seconds = 0x0;
      sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
      sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;

      if (HAL_RTC_SetTime(&RTC_Handler, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
      {
          Error_Handler();
      }
      HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR1, BKUP_REG_DATA);
  }


  if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR0) != BKUP_REG_DATA)
  {
      sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
      sDate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;
      sDate.Date = 0x1;
      sDate.Year = 0x0;
      if (HAL_RTC_SetDate(&RTC_Handler, &sDate, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
      {
          Error_Handler();
      }
      HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR0, BKUP_REG_DATA);
  }

  return RT_EOK;
}

INIT_APP_EXPORT(rtc_init);

/*
 * 函数功能：单片机唤醒时间设置
 * 输入参数：time:需要设置的唤醒时间（秒）
 * 返回参数：RT_EOK:执行成功，RT_ERROR:执行失败
 * */
/*
 * RTC时钟源选用LSE（32.768KHz），设置AsynchPrediv 、AsynchPrediv 分别为127与255；
 * 唤醒时间基准：WakeUpClock / 32.768k = time_ms；
 * 唤醒的时间：time = time_ms * WakeUpCounter；
 * */
int rtc_wakeup_time_set(rt_uint32_t time)
{
    uint32_t WakeUpCounter = 0;

    WakeUpCounter = (float)(time / 5) * 10000;

    __HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&RTC_Handler, RTC_FLAG_WUTF);
    if (HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&RTC_Handler, WakeUpCounter, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
        return RT_ERROR;
    }
    return RT_EOK;
}


//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(uint8_t week,uint8_t hour,uint8_t min,uint8_t 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;
    RTC_AlarmSturuct.AlarmTime.TimeFormat=RTC_HOURFORMAT12_AM;

    RTC_AlarmSturuct.AlarmMask           =RTC_ALARMMASK_DATEWEEKDAY;//精确匹配星期，时分秒
    RTC_AlarmSturuct.AlarmSubSecondMask  =RTC_ALARMSUBSECONDMASK_NONE;
    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);
}

//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)
{
    rt_kprintf("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)
{
    rt_kprintf("wakeup\r\n");
}

/*
 * 函数功能：设置rtc日期，年、月、日、星期
 * 输入参数：year：年
 *          month：月
 *          day：日
 *          week：星期
 * 返回参数：-RT_ERROR:执行有误
 *          RT_EOK：执行成功
 * */
int rtc_set_date(rt_uint32_t year, rt_uint32_t month, rt_uint32_t day, rt_uint32_t week)
{
    RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct = {0};

    RTC_DateStruct.Date    = day;
    RTC_DateStruct.Month   = month ;
    RTC_DateStruct.Year    = year;
    RTC_DateStruct.WeekDay = week + 1;

    if (HAL_RTC_SetDate(&RTC_Handler, &RTC_DateStruct, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR0, BKUP_REG_DATA);  //写BKP寄存器BKUP_REG_DATA，表示日期已写入
    return RT_EOK;
}

/*
 * 函数功能：设置rtc时间，时、分、秒
 * 输入参数：hour:时
 *          minute：分
 *          second：秒
 * 返回参数：-RT_ERROR:执行有误
 *          RT_EOK：执行成功
 * */
int rtc_set_time(rt_uint32_t hour, rt_uint32_t minute, rt_uint32_t second)
{
    RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct = {0};

    RTC_TimeStruct.Seconds = second;
    RTC_TimeStruct.Minutes = minute;
    RTC_TimeStruct.Hours   = hour;

    if (HAL_RTC_SetTime(&RTC_Handler, &RTC_TimeStruct, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
    {
        return -RT_ERROR;
    }

    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR1, BKUP_REG_DATA);  //写BKP寄存器BKUP_REG_DATA，表示时间已写入

    return RT_EOK;
}

/*
 * 函数功能：复位日期和时间初始化，即执行该函数后开机时将RTC时间恢复默认值
 * */
int rtc_bkp_reset(void)
{
    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR0, BKUP_RE_REG_DATA);
    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR1, BKUP_RE_REG_DATA);

    return RT_EOK;
}

注意事项：

①、RTC_BKP_DR0、RTC_BKP_DR1属于备份区域（BKP）写保护，用来保证RTC在单片机唤醒后时间维持不变；

 ②、闹钟的AlarmMask参数设置，这个参数是用来频闭闹钟某些参数，若闹钟响铃以时、分、秒为参考，则应该对周进行频闭，否则会发生闹钟无法触发中断的现象；