33. RTC实时时钟
一、RTC时钟简介
STM32F407 的实时时钟（RTC）是一个独立的定时器。STM32 的 RTC 模块拥有一组连续计数的计数器，在相对应的软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统的当前时间和日期。
RTC 模块和时钟配置系统（RCC_BDCR 寄存器）是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后 RTC 的设置和时间维持不变，只要后备区域供电正常，那么 RTC 将可以一直运行。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和 RTC，以防止对后备区域（BKP）的意外写操作。所以在要设置时间之前，先要取消备份区域（BKP）写保护。
二、RTC框图
①、时钟源
STM32F407 的 RTC 时钟源（RTC_CLK）通过时钟控制器，可以从 LSE 时钟、LSI 时钟以及 HSE 时钟三者中选择其一（通过设置 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）。外部晶振具有精度高的优点。LSI 是 STM32 芯片内部的低速 RC 振荡器，频率约 32 KHz，缺点是精度较低，所以一般不建议使用。比如当没有外部低速晶振（32.768KHz）的时候，分频后的 HSE 可以作为备选使用的时钟源。
②、预分频器
预分配器（RTC_PRER）分为 2 个部分：一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_A 位配置的 7 位异步预分频器。另一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 位配置的 15 位同步预分频器。
经过 7 位异步预分频器出来的时钟 ck_apre 可作为 RTC_SSR 亚秒递减计数器（RTC_SSR）的时钟，ck_apre 时钟频率的计算公式如下：
当 RTC_SSR 寄存器递减到 0 的时候，会使用 PREDIV_S 的值重新装载 PREDIV_S。而 PREDIV_S 一般为 255，这样，我们得到亚秒时间的精度是：1/256 秒，即 3.9ms 左右，有了这个亚秒寄存器 RTC_SSR，就可以得到更加精确的时间数据。
经过 15 位同步预分频器出来的时钟 ck_spre 可以用于更新日历，也可以用作 16 位唤醒自动重载定时器的时基，ck_apre 时钟频率的计算公式如下：
PREDIV_A 和 PREDIV_S 分别为 RTC 的异步和同步分频器，使用两个预分频器时，我们推荐设置 7 位异步预分频器（PREDIV_A）的值较大，以最大程度降低功耗。例如：本实验我们的外部低速晶振的频率 32.768KHz 经过 7 位异步预分频器后，再经过 15 位同步预分频器，要得到 1Hz 频率的时钟用于更新日历。通过计算知道，32.768KHz 的时钟要经过 32768 分频，才能得到 1Hz 的 ck_spre。于是我们只需要设置：PREDIV_A=0x7F，即 128 分频；PREDIV_S=0xFF，即 256 分频，即可得到 1Hz 的 \(F_{ck\_spre}\)。PREDIV_A 的值我们也是往尽量大的原则，以最大程度降低功耗。
③、时间和日期相关寄存器
该部分包括三个影子寄存器，RTC_SSR（亚秒）、RTC_TR（时间）、RTC_DR（日期）。实时时钟一般表示为：时/分/秒/亚秒。RTC_TR 寄存器用于存储时/分/秒时间数据，可读可写（即可设置或者获取时间）。RTC_DR 寄存器用于存储日期数据，包括年/月/日/星期，可读可写（即可设置或者获取日期）。RTC_SSR 寄存器用于存储亚秒级的时间，这样我们可以获取更加精确的时间数据。
这三个影子寄存器可以通过与 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
STM32F407 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
STM32F407 的 RTC 不带秒钟中断了，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 1Hz）。
当选择 RTCCLK（假定 LSE 是：32.768 kHz）作为输入时钟时，可配置的唤醒中断周期介于 122us（因为 RTCCLK/2 时，RTC_WUTR 不能设置为 0）和 32 s 之间，分辨率最低为：61us。
当选择 ck_spre（1Hz）作为输入时钟时，可得到的唤醒时间为 1s 到 36h 左右，分辨率为 1 秒。并且这个 1s~36h 的可编程时间范围分为两部分：
- 当 WUCKSEL[2:1]=10 时为：1s 到 18h。
- 当 WUCKSEL[2:1]=11 时约为：18h 到 36h。
在后一种情况下，会将 2^16 添加到 16 位计数器当前值（即扩展到 17 位，相当于最高位用WUCKSEL [1]代替）。
初始化完成后，定时器开始递减计数。在低功耗模式下使能唤醒功能时，递减计数保持有效。此外，当计数器计数到 0 时，RTC_ISR 寄存器的 WUTF 标志会置 1，并且唤醒寄存器会使用其重载值（RTC_WUTR 寄存器值）自动重载，之后必须用软件清零 WUTF 标志。
通过将 RTC_CR 寄存器中的 WUTIE 位置 1 来使能周期性唤醒中断时，可以使 STM32 退出低功耗模式。系统复位以及低功耗模式（睡眠、停机和待机）对唤醒定时器没有任何影响，它仍然可以正常工作，故唤醒定时器，可以用于周期性唤醒 STM32。
三、RTC常用寄存器
3.1、RTC时间寄存器
该寄存器是 RTC 的时间寄存器，可读可写，对该寄存器写，可以设置时间，对该寄存器读，可以获取当前的时间，此外该寄存器受到寄存器写保护，通过 RTC 写保护寄存器（RTC_WPR）设置。需要注意的是：本寄存器存储的数据都是 BCD 格式的，读取之后需要进行转换，方可得到十进制的时分秒等数据。
3.2、RTC日期寄存器
该寄存器是 RTC 的日期寄存器，可读可写，对该寄存器写，可以设置日期，对该寄存器读，可以获取当前的日期，同样该寄存器也受到寄存器写保护，存储的数据也都是 BCD 格式的。
3.3、RTC控制寄存器
位 14 WUTIE 位是唤醒定时器中断使能位，设置为 1，开启。位 13 ALRAIE 位是闹钟 A 中断使能位，设置为 1，开启。位 10 WUTE 位和 位 8 ALRAE 位分别是唤醒定时器和闹钟 A 使能位，同样都设置为 1，开启。位 6 FMT 位为小时格式选择位，设置为 0，选择 24 小时制。WUCKSEL[2:0] 位，用于唤醒时钟选择。
3.4、RTC初始化和状态寄存器
该寄存器中，位 10 WUTF 位、位 9 ALRBF 位和位 8 ALRAF 位，分别是唤醒定时器、闹钟 B 和闹钟 A 的中断标志位，当对应事件产生时，这些标志位被置 1，如果设置了中断，则会进入中断服务函数，这些位通过软件写 0 清除。
位 7 INIT 位为初始化模式控制位，要初始化 RTC 时，必须先设置 INIT=1。
位 6 INITF 位为初始化标志位，当设置 INIT 为 1 以后，要等待 INITF 为 1，才可以更新时间、日期和预分频寄存器等。
位 5 RSF 位为寄存器同步标志，仅在该位为 1 时，表示日历影子寄存器已同步，可以正确读取 RTC_TR/RTC_TR 寄存器的值了。
位 2 WUTWF 位、位 1 ALRBWF 位和位 0 ALRAWF 位分别是唤醒定时器、闹钟 B 和闹钟 A 的写标志，只有在这些位为 1 的时候，才可以更新对应的内容。比如：要设置闹钟 A 的 ALRMAR 和 ALRMASSR，则必须先等待 ALRAWF 为 1，才可以设置。
3.5、RTC预分频器寄存器
该寄存器用于 RTC 的分频，我们在之前也有讲过，这里就不多说了。该寄存器的配置，必须在初始化模式（INITF=1）下，才可以进行。
3.6、RTC唤醒定时器寄存器
该寄存器用于设置自动唤醒重装载值，可用于设置唤醒周期。该寄存器的配置，必须等待 RTC_ISR 的 WUTWF 为 1 才可以进行。
3.7、RTC闹钟A寄存器
该寄存器用于设置闹铃 A，当 WDSEL 选择 1 时，使用星期制闹铃。该寄存器的配置，必须等待 RTC_ISR 的 ALRAWF 为 1 才可以进行。
3.8、RTC闹钟B寄存器
3.9、RTC写保护寄存器
该寄存器比较简单，低八位有效。上电后，所有 RTC 寄存器都受到写保护（RTC_ISR[13:8]、RTC_TAFCR 和 RTC_BKPxR 除外），必须依次写入：0xCA、0x53 两关键字到 RTC_WPR 寄存器，才可以解锁。写一个错误的关键字将再次激活 RTC 的寄存器写保护。
3.10、RTC亚秒寄存器
该寄存器可用于获取更加精确的 RTC 时间。
3.11、RTC备份寄存器
该寄存器组总共有 32 个，每个寄存器是 32 位的，可以存储 128 个字节的用户数据，这些寄存器在备份域中实现，可在 VDD 电源关闭时通过 VBAT 保持上电状态。备份寄存器不会在系统复位或电源复位时复位，也不会在 MCU 从待机模式唤醒时复位。
复位后，对 RTC 和 RTC 备份寄存器的写访问被禁止，执行以下操作可以使能 RTC 及 RTC 备份寄存器的写访问：
- 电源控制寄存器(PWR_CR)的 DBP 位来使能 RTC 及 RTC 备份寄存器的访问。
- 往 RTC_WPR 写入 0xCA、0x53 解锁序列（先写 0xCA，再写 0x53）。
我们可以用 BKP 来存储一些重要的数据，相当于一个 EEPROM，不过这个 EEPROM 并不是真正的 EEPROM，而是需要电池来维持它的数据。
四、RTC配置步骤
4.1、使能电源时钟并使能备份域访问
我们要访问 RTC 和 RTC 备份区域就必须先使能电源时钟，然后使能 RTC 即后备区域访问。电源时钟使能，通过 RCC_APB1ENR 寄存器来设置；RTC 及 RTC 备份寄存器的写访问，通过 PWR_CR 寄存器的 DBP 位设置。
使能电源时钟：
#define __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_PWREN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_PWREN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
使能备份域访问：
void HAL_PWR_EnableBkUpAccess(void);
4.2、选择RTC时钟源并使能
开启 LSE 外部低速振荡器：
HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct);
该函数只有一个形参，就是结构体 RCC_OscInitTypeDef 类型指针。它的定义如下：
typedef struct
{
uint32_t OscillatorType; // 需要配置的振荡器
uint32_t HSEState; // HSE状态
uint32_t LSEState; // LSE状态
uint32_t HSIState; // HSI状态
uint32_t HSICalibrationValue; // HSI校准值，范围0x00~0x1F
uint32_t LSIState; // LSI状态
RCC_PLLInitTypeDef PLL; // PLL初始化结构体
}RCC_OscInitTypeDef;
使能 RTC：
#define __HAL_RCC_RTC_ENABLE() (*(__IO uint32_t *) RCC_BDCR_RTCEN_BB = ENABLE)
4.3、配置RTC工作参数
HAL_RTC_Init() 函数为 RTC 的初始化函数，其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_Init(RTC_HandleTypeDef *hrtc);
形参 hrtc 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，其定义如下：
typedef struct
{
RTC_TypeDef *Instance; // 寄存器基地址
RTC_InitTypeDef Init; // RTC 配置结构体
HAL_LockTypeDef Lock; // RTC锁定对象
__IO HAL_RTCStateTypeDef State; // RTC设备访问状态
} RTC_HandleTypeDef;
Instance：指向 RTC 寄存器基地址，可选值如下：
#define RTC ((RTC_TypeDef *) RTC_BASE)
Init：是真正的 RTC 初始化结构体，其结构体类型 RTC_InitTypeDef 定义如下：
typedef struct
{
uint32_t HourFormat; // 小时格式
uint32_t AsynchPrediv; // 异步预分频系数
uint32_t SynchPrediv; // 同步预分频系数
uint32_t OutPut; // 选择连接到RTC_ALARM输出的标志
uint32_t OutPutPolarity; // 设置RTC_ALARM的输出极性
uint32_t OutPutType; // 设置RTC_ALARM的输出类型为开漏输出还是推挽输出
} RTC_InitTypeDef;
HourFormat 用来 设置小时格式，可以是 12 小时制或者 24 小时制，这两个选项的宏定义分别为 RTC_HOURFORMAT_12 和 RTC_HOURFORMAT_24。
#define RTC_HOURFORMAT_24 0x00000000U
#define RTC_HOURFORMAT_12 RTC_CR_FMT
AsynchPrediv 用来 设置 RTC 的异步预分频系数，也就是设置 RTC_PRER 寄存器的PREDIV_A 相关位，因为异步预分频系数是 7 位，所以最大值为 0x7F，不能超过这个值。
SynchPrediv 用来 设置RTC的同步预分频系数，也就是设置 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 相关位，因为同步预分频系数也是 15 位，所以最大值为 0x7FFF，不能超过这个值。
OutPut 用来选择要连接到 RTC_ALARM 输出的标志，可选值如下：
#define RTC_OUTPUT_DISABLE 0x00000000U // 禁止输出
#define RTC_OUTPUT_ALARMA RTC_CR_OSEL_0 // 使能闹钟A输出
#define RTC_OUTPUT_ALARMB RTC_CR_OSEL_1 // 使能闹钟B输出
#define RTC_OUTPUT_WAKEUP RTC_CR_OSEL // 使能唤醒输出
OutPutPolarity 用来 设置 RTC_ALARM 的输出极性，与 Output 成员变量配合使用，可选值如下：
#define RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH 0x00000000U
#define RTC_OUTPUT_POLARITY_LOW RTC_CR_POL
OutPutType 用来 设置 RTC_ALARM 的输出类型 为开漏输出（RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN）还是推挽输出（RTC_OUTPUT_TYPE_PUSHPULL），与成员变量 OutPut 和 OutPutPolarity 配合使用。
#define RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN 0x00000000U
#define RTC_OUTPUT_TYPE_PUSHPULL RTC_TAFCR_ALARMOUTTYPE
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
typedef enum
{
HAL_OK = 0x00U, // 成功
HAL_ERROR = 0x01U, // 错误
HAL_BUSY = 0x02U, // 忙碌
HAL_TIMEOUT = 0x03U // 超时
} HAL_StatusTypeDef;
4.4、设置RTC的日期和时间
4.4.1、设置日期
HAL_RTC_SetDate() 函数用于设置 RTC 的日期，即设置日期寄存器 RTC_DR 的相关位的值。
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format);
形参 hrtc 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 Format 用来 设置输入的时间格式 为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值如下：
#define RTC_FORMAT_BIN 0x00000000U
#define RTC_FORMAT_BCD 0x00000001U
形参 sData 是 RTC_DateTypeDef 结构体类型指针变量，定义如下：
typedef struct
{
uint8_t WeekDay; // 星期
uint8_t Month; // 月份
uint8_t Date; // 日期
uint8_t Year; // 年
} RTC_DateTypeDef;
4.4.2、设置时间
HAL_RTC_SetTime() 函数用于设置 RTC 的时间，即设置时间寄存器 RTC_TR 的相关位的值。
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format);
形参 hrtc 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 sTime 是 RTC_TimeTypeDef 结构体类型指针变量，定义如下：
typedef struct
{
uint8_t Hours; // 小时
uint8_t Minutes; // 分钟
uint8_t Seconds; // 秒钟
uint8_t TimeFormat; // 时间格式
uint32_t SubSeconds; // 亚秒
uint32_t SecondFraction; // 同步预分频系数的
uint32_t DayLightSaving; // 夏令时
uint32_t StoreOperation; // 记录是否已对夏令时进行更改
} RTC_TimeTypeDef;
形参 Format 用来 设置输入的时间格式 为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
4.5、获取RTC当前日期和时间
4.5.1、获取日期
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format);
形参 hrtc 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 sData 是 RTC_DateTypeDef 结构体类型指针变量。
形参 Format 用来 设置输入的时间格式 为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
4.5.2、获取时间
HAL_RTC_GetTime() 函数用于获取当前 RTC 时间，即读时间寄存器 RTC_TR 的相关位的值。
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format);
形参 hrtc 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 sTime 是 RTC_TimeTypeDef 结构体类型指针变量。
形参 Format 用来 设置输入的时间格式 为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
五、RTC闹钟配置
RTC 闹钟的配置在 RTC 已经配置好相关参数后的基础上进行配置。
5.1、配置闹钟参数并开启中断
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetAlarm_IT(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_AlarmTypeDef *sAlarm, uint32_t Format);
形参 hrtc 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 sAlarm 是 RTC_AlarmTypeDef 闹钟结构体变量，它的定义如下：
typedef struct
{
RTC_TimeTypeDef AlarmTime; // 设定RTC时间寄存器的
uint32_t AlarmMask; // RTC闹钟掩码字段选择
uint32_t AlarmSubSecondMask; // RTC闹钟掩码字段选择
uint32_t AlarmDateWeekDaySel; // 闹钟的日期/星期选择
uint8_t AlarmDateWeekDay; // 指定闹钟的日期/星期
uint32_t Alarm; // RTC闹钟选择
} RTC_AlarmTypeDef;
形参 Format 用来 设置输入的时间格式 为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
5.2、使能闹钟中断
5.2.1、设置中断优先级分组
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping() 函数是设置中断优先级分组函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGroup);
其中，参数 PriorityGroup 是 中断优先级分组号，可以选择范围如下：
#define NVIC_PRIORITYGROUP_0 0x00000007U /*!< 0 bits for pre-emption priority
4 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_1 0x00000006U /*!< 1 bits for pre-emption priority
3 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_2 0x00000005U /*!< 2 bits for pre-emption priority
2 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_3 0x00000004U /*!< 3 bits for pre-emption priority
1 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_4 0x00000003U /*!< 4 bits for pre-emption priority
0 bits for subpriority */
这个函数在一个工程里基本只调用一次，而且是在程序 HAL 库初始化函数里面已经被调用，后续就不会再调用了。因为当后续调用设置成不同的中断优先级分组时，有可能造成前面设置好的抢占优先级和响应优先级不匹配。如果调用了多次，则以最后一次为准。
5.2.2、设置中断优先级
HAL_NVIC_SetPriority() 函数是设置中断优先级函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
其中，参数 IRQn 是 中断号，可以选择范围：IRQn_Type 定义的枚举类型，定义在 stm32f407xx.h。
typedef enum
{
RTC_Alarm_IRQn = 41, /*!< RTC Alarm (A and B) through EXTI Line Interrupt */
} IRQn_Type;
参数 PreemptPriority 是 抢占优先级，可以选择范围：0 到 15，具体根据中断优先级分组决定。
参数 SubPriority 是 响应优先级，可以选择范围：0 到 15，具体根据中断优先级分组决定。
5.2.3、使能中断
HAL_NVIC_EnableIRQ() 函数是中断使能函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn);
其中，参数 IRQn 是 中断号，可以选择范围：IRQn_Type 定义的枚举类型，定义在 stm32f407xx.h。
5.3、编写中断服务函数
每开启一个中断，就必须编写其对应的中断服务函数，否则将导致死机（CPU 将找不到中断服务函数）。中断服务函数接口厂家已经在 startup_stm32f407xx.s 中写好了。
void RTC_Alarm_IRQHandler(void);
HAL 库为了用户使用方便，提供了一个中断通用入口函数 HAL_UART_IRQHandler()。
void HAL_RTC_AlarmIRQHandler(RTC_HandleTypeDef *hrtc);
该函数又会调用 HAL_RTC_AlarmAEventCallback() 回调函数：
void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
六、RTC周期性唤醒配置
RTC 周期性唤醒的配置也是在 RTC 已经配置好相关参数后的基础上进行配置。
6.1、清除RTC WKUP标志位
#define __HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) ((__HANDLE__)->Instance->ISR) = (~((__FLAG__) | RTC_ISR_INIT)|((__HANDLE__)->Instance->ISR & RTC_ISR_INIT))
6.2、设置闹钟参数并开启中断
HAL_StatusTypeDef HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t WakeUpCounter, uint32_t WakeUpClock);
6.3、使能闹钟中断
6.3.1、设置中断优先级分组
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping() 函数是设置中断优先级分组函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGroup);
其中，参数 PriorityGroup 是 中断优先级分组号，可以选择范围如下：
#define NVIC_PRIORITYGROUP_0 0x00000007U /*!< 0 bits for pre-emption priority
4 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_1 0x00000006U /*!< 1 bits for pre-emption priority
3 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_2 0x00000005U /*!< 2 bits for pre-emption priority
2 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_3 0x00000004U /*!< 3 bits for pre-emption priority
1 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_4 0x00000003U /*!< 4 bits for pre-emption priority
0 bits for subpriority */
这个函数在一个工程里基本只调用一次，而且是在程序 HAL 库初始化函数里面已经被调用，后续就不会再调用了。因为当后续调用设置成不同的中断优先级分组时，有可能造成前面设置好的抢占优先级和响应优先级不匹配。如果调用了多次，则以最后一次为准。
6.3.2、设置中断优先级
HAL_NVIC_SetPriority() 函数是设置中断优先级函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
其中，参数 IRQn 是 中断号，可以选择范围：IRQn_Type 定义的枚举类型，定义在 stm32f407xx.h。
typedef enum
{
RTC_WKUP_IRQn = 3, /*!< RTC Wakeup interrupt through the EXTI line */
} IRQn_Type;
参数 PreemptPriority 是 抢占优先级，可以选择范围：0 到 15，具体根据中断优先级分组决定。
参数 SubPriority 是 响应优先级，可以选择范围：0 到 15，具体根据中断优先级分组决定。
6.3.3、使能中断
HAL_NVIC_EnableIRQ() 函数是中断使能函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn);
其中，参数 IRQn 是 中断号，可以选择范围：IRQn_Type 定义的枚举类型，定义在 stm32f407xx.h。
6.4、编写中断服务函数
每开启一个中断，就必须编写其对应的中断服务函数，否则将导致死机（CPU 将找不到中断服务函数）。中断服务函数接口厂家已经在 startup_stm32f407xx.s 中写好了。
void RTC_WKUP_IRQHandler(void);
HAL 库为了用户使用方便，提供了一个中断通用入口函数 HAL_UART_IRQHandler()。
void HAL_RTCEx_WakeUpTimerIRQHandler(RTC_HandleTypeDef *hrtc);
该函数又会调用 HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback() 回调函数：
void HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
七、程序源码
typedef struct Date
{
uint16_t year;
uint8_t month;
uint8_t day;
uint8_t weekDay;
} Date;
typedef struct Time
{
uint8_t hour;
uint8_t minute;
uint8_t second;
} Time;
typedef struct DateTime
{
Date date;
Time time;
} DateTime;
RTC 初始化函数：
RTC_HandleTypeDef g_rtc_handle;
/**
* @brief RTC初始化函数
*
* @param dateTime DateTime，日期时间结构体
*/
void RTC_Init(DateTime dateTime)
{
uint16_t flag = 0;
g_rtc_handle.Instance = RTC; // RTC寄存器基地址
g_rtc_handle.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24; // 小时格式
g_rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 0x7F; // 异步预分频系数
g_rtc_handle.Init.SynchPrediv = 0xFF; // 同步预分频系数
g_rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE; // 选择连接到RTC_ALARM输出的标志
g_rtc_handle.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH; // 设置RTC_ALARM的输出极性
g_rtc_handle.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN; // 设置RTC_ALARM的输出类型为开漏输出还是推挽输出
HAL_RTC_Init(&g_rtc_handle);
flag = HAL_RTCEx_BKUPRead(&g_rtc_handle, 0); // 读取后备域寄存器0的值
if (flag != 0x5050) // 之前未初始化过, 重新配置
{
RTC_SetDateTime(dateTime); // 设置RTC时间
HAL_RTCEx_BKUPWrite(&g_rtc_handle, 0, 0x5050); // 写入0x5050到后备域寄存器0
}
}
RTC 底层初始化回调函数：
/**
* @brief RTC底层初始化回调函数
*
* @param hrtc RTC的句柄
*/
void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef RCC_PeriphCLKInitStruct = {0};
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 使能PWR时钟
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); // 使能备份域访问
__HAL_RCC_RTC_ENABLE(); // 使能RTC
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 选择时钟源
RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 开启LSE
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; // 不配置PLL
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
RCC_PeriphCLKInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC; // 选择RTC时钟
RCC_PeriphCLKInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE; // RTC时钟源来自LSE
HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&RCC_PeriphCLKInitStruct);
}
RTC 设置时间函数：
/**
* @brief RTC设置时间
*
* @param time Time，时间的结构体
*/
void RTC_SetTime(Time time)
{
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct = {0};
RTC_TimeStruct.Hours = time.hour; // 时
RTC_TimeStruct.Minutes = time.minute; // 分
RTC_TimeStruct.Seconds = time.second; // 秒
RTC_TimeStruct.TimeFormat = RTC_HOURFORMAT_24; // 24小时制
RTC_TimeStruct.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE; // 不使用夏令时
RTC_TimeStruct.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET; // RTC不支持自动重置
HAL_RTC_SetTime(&g_rtc_handle, &RTC_TimeStruct, RTC_FORMAT_BIN);
}
RTC 设置日期函数：
/**
* @brief RTC设置日期函数
*
* @param date Date，日期的结构体
*/
void RTC_SetDate(Date date)
{
RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct = {0};
RTC_DateStruct.Year = date.year - 2000; // 年
RTC_DateStruct.Month = date.month; // 月
RTC_DateStruct.Date = date.day; // 日
RTC_DateStruct.WeekDay = date.weekDay; // 周
HAL_RTC_SetDate(&g_rtc_handle, &RTC_DateStruct, RTC_FORMAT_BIN);
}
RTC 设置日期时间函数：
/**
* @brief RTC设置日期时间函数
*
* @param dateTime DateTime，日期时间的结构体
*/
void RTC_SetDateTime(DateTime dateTime)
{
RTC_SetTime(dateTime.time);
RTC_SetDate(dateTime.date);
}
RTC 设置闹钟函数：
/**
* @brief RTC设置闹钟函数
*
* @param dateTime
*/
void RTC_SetAlarm(DateTime dateTime)
{
RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStruct = {0};
RTC_AlarmStruct.AlarmTime.Hours = dateTime.time.hour; // 时
RTC_AlarmStruct.AlarmTime.Minutes = dateTime.time.minute; // 分
RTC_AlarmStruct.AlarmTime.Seconds = dateTime.time.second; // 秒
RTC_AlarmStruct.AlarmTime.SubSeconds = 0; // 亚秒
RTC_AlarmStruct.AlarmTime.TimeFormat = RTC_HOURFORMAT_24; // 24小时制
RTC_AlarmStruct.AlarmDateWeekDay = dateTime.date.weekDay; // 星期
RTC_AlarmStruct.AlarmMask = RTC_ALARMMASK_NONE; // 精确匹配星期，时分秒
RTC_AlarmStruct.AlarmSubSecondMask = RTC_ALARMSUBSECONDMASK_NONE;
RTC_AlarmStruct.AlarmDateWeekDaySel = RTC_ALARMDATEWEEKDAYSEL_WEEKDAY; // 按星期
RTC_AlarmStruct.Alarm = RTC_ALARM_A; // 闹钟A
HAL_RTC_SetAlarm_IT(&g_rtc_handle, &RTC_AlarmStruct, RTC_FORMAT_BIN);
HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
}
RTC 闹钟中断服务函数：
/**
* @brief RTC闹钟中断服务函数
*
*/
void RTC_Alarm_IRQHandler(void)
{
if (__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_ALRAF) != 0U)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
__HAL_RTC_ALARM_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_ALRAF);
}
}
RTC 周期性唤醒函数：
/**
* @brief RTC周期性唤醒函数
*
* @param clock RTC时钟频率，可选值：
* RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV1x ，x可取[2, 4, 8, 16]
* RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS
* RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS
* @param count 自动重装载值，减到0，产生中断
*/
void RTC_SetWakeUp(uint8_t clock, uint16_t count)
{
__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_WUTF); // 清除RTC WAKE UP的标志
HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&g_rtc_handle, count, clock); // 设置重装载值和时钟
HAL_NVIC_SetPriority(RTC_WKUP_IRQn, 3, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_WKUP_IRQn);
}
RTC 周期性唤醒服务函数：
/**
* @brief RTC周期性唤醒服务函数
*
*/
void RTC_WKUP_IRQHandler(void)
{
if (__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_WUTF) != 0U)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_10);
/* Clear the Wakeup timer interrupt pending bit */
__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_WUTF);
}
/* Clear the EXTI's line Flag for RTC WakeUpTimer */
__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_EXTI_CLEAR_FLAG();
/* Change RTC state */
g_rtc_handle.State = HAL_RTC_STATE_READY;
}
main() 函数：
int main(void)
{
DateTime dateTime = {{2024, 3, 18, 1}, {15, 30, 30}};
RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct = {0};
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct = {0};
HAL_Init();
System_Clock_Init(8, 336, 2, 7);
Delay_Init(168);
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);
UART_Init(&g_usart1_handle, USART1, 115200);
RTC_Init(dateTime);
LED_Init();
dateTime.time.hour = 16;
dateTime.time.minute = 30;
dateTime.time.second = 30;
RTC_SetAlarm(dateTime);
RTC_SetWakeUp(RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS, 0);
while (1)
{
HAL_RTC_GetTime(&g_rtc_handle, &RTC_TimeStruct, RTC_FORMAT_BIN);
HAL_RTC_GetDate(&g_rtc_handle, &RTC_DateStruct, RTC_FORMAT_BIN);
printf("Date: 20%02d-%02d-%02d ", RTC_DateStruct.Year, RTC_DateStruct.Month, RTC_DateStruct.Date);
printf("Time: %2d:%02d:%02d\n", RTC_TimeStruct.Hours, RTC_TimeStruct.Minutes, RTC_TimeStruct.Seconds);
HAL_Delay(1000);
}
return 0;
}
当我们使用 HAL 库提供的函数获取日期和时间时，要先获取时间，再获取日期（一定要获取日期），不然 RTC 时钟可能不会跑。
