14-CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 - RTC

本文例子参考《STM32单片机开发实例——基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库》
源代码：https://github.com/LanLinnet/STM32F103R6

项目要求

单片机每隔1s以“YYYY-MM-DD HH:MM:SS”的格式自动向串口输出日期和时间信息（“ASCII格式”），起始时间设为“2022-05-20 05:20:00”，自动走时。按下按钮BTN，时间自动恢复为起始时间。串口通信参数：波特率为19200bit/s，无校验。

硬件设计

在第一节的基础上，在Proteus中添加电路如下图所示。

调试过程也可以添加一个虚拟仪器VIRTUAL TERMINAL，配置如下，用来查看单片机收到的串口数据，具体参考第11节。
RTC简介：
1）RTC是Real Time Clock（实时时钟）的首字母缩写形式，是一种常用的电子功能模块，有独立的RTC芯片，也有集成于单片机内的独立功能模块，常用于制作电子钟、电子表、电子万年历等计时工具。
2）STM32单片机的RTC可以看作特殊的定时器，它可以根据输入的时钟源自动计时，此外还提供了1个“闹钟”中断源和1个“秒”中断源。
打开CubeMX，建立工程。
首先，设置PA5为GPIO_EXTI5，点击“Categories”中的“GPIO”，将"GPIO mode"设置为External Interrupt Mode With Falling edge trigger detection，也就是下降沿触发。

随后，点击“Timers”列表中的“RTC”进行实时时钟配置。选中“Active Clock Source”和“Active Calendar”复选框，激活时钟源和日历。在“Parameter Settings”中设置时间和日期如下图所示。其中，“Data Format”设置数据格式有2个选项：“Binary Data Format”（字面意思是二进制数据格式，实际是十进制数据格式）和“BCD Data Format”（BCD码数据格式），实际设定时间时任意选其中一个即可。

然后，点击“Connectivity”列表中的“USART”进行串口配置。将Mode设置为Asynchronous（异步），波特率设为19200Bits/s，字长设为8Bits，校验设为None，停止位设为1，数据传送设为Receive and Transmit（接收与发送）。设置完成后，会看到右侧的PA9和PA10引脚被自动设置为USART1_TX和USART1_RX，即USART1的发送端和接收端。

再点击“NVIC Settings”，选中USART global interrupt和EXTI line[9:5] interrupts，使能Enabled串口1的中断功能和GPIO的外部中断。

最后，实践中为了追求时间的精度，我们会采用外部低速晶振LSE作为RTC的时钟源，由于本次采用Proteus进行仿真，我们选择默认的LSI作为RTC的时钟源。
点击“Generator Code”生成Keil工程。

软件编写

本次我们需要实现实时时钟自动走时，并通过串口发送输出，需要用到RTC相关函数其API文档如下：
HAL_RTC_GetTime RTC时间获取函数

HAL_RTC_GetDate RTC日期获取函数

HAL_RTC_SetTime RTC时间设定函数

HAL_RTC_SetDate RTC日期设定函数

其中，介绍两个结构体：
时间结构体sTime有以下3个元素
- Hours（时），数据类型为uint8_t。
- Minutes（分），数据类型为uint8_t。
- Seconds（秒），数据类型为uint8_t。
日期结构体sDate有以下4个元素
- Year（年），数据类型为uint8_t，取值范围为0-99（BIN格式）或0-0x99（BCD格式）。
- Month（月），数据类型为uint8_t，取值范围为1-12（BIN格式）或1-0x12（BCD格式）。
- Date（日），数据类型为uint8_t，取值范围为1-31（BIN格式）或1-0x31（BCD格式）。
- WeekDay（星期），数据类型为uint8_t，取值范围为1-7。
另外，Format有以下2个宏定义选项
- RTC_FORMAT_BIN：字面意思是二进制数据格式，实际是十进制数据格式
- RTC_FORMAT_BCD：BCD码数据格式
点击“Open Project”在Keil中打开工程，双击“main.c”文件。

首先我们需要在main.c文件中的最前面引入标准输入输出头文件

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

在main函数中定义日期结构体和时间结构体

/* USER CODE BEGIN 1 */
//定义日期结构体和时间结构体
RTC_DateTypeDef sDateStructure;
RTC_TimeTypeDef sTimeStructure;
char sYear[5];
char sMonth[3];
char sDate[3];
char sHour[3];
char sMin[3];
char sSec[3];
/* USER CODE END 1 */

随后，在/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */中插入外部中断回调函数，代码如下

/* USER CODE BEGIN 4 */
//外部中断回调函数
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  //定义日期结构体和时间结构体
  RTC_DateTypeDef sDateStructure;
  RTC_TimeTypeDef sTimeStructure;
  if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_5)  //检测到EXTI5线产生外部中断事件
  {
    //设置日期
    sDateStructure.Year = 22;
    sDateStructure.Month = 5;
    sDateStructure.Date = 20;
    sDateStructure.WeekDay = 5;
    //十进制格式
    HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDateStructure, RTC_FORMAT_BIN);
    		
    //设置时间
    sTimeStructure.Hours = 0x05;
    sTimeStructure.Minutes = 0x20;
    sTimeStructure.Seconds = 0;
    //BCD码格格式
    HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTimeStructure, RTC_FORMAT_BCD);
    		
    while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET);  //直到按键松开
  }
}
/* USER CODE END 4 */

最后，在while(1)中插入代码如下，进行RTC和串口发送相关操作

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
  //十进制格式
  HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTimeStructure, RTC_FORMAT_BIN);  //RTC时间获取函数
  //BCD码格式
  HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDateStructure, RTC_FORMAT_BCD);  //RTC日期获取函数
  //格式转换为字符串
  sprintf(sYear, "%04x", 0x2000+sDateStructure.Year);
  sprintf(sMonth, "%02x", sDateStructure.Month);
  sprintf(sDate, "%02x", sDateStructure.Date);
  sprintf(sHour, "%02d", sTimeStructure.Hours);
  sprintf(sMin, "%02d", sTimeStructure.Minutes);
  sprintf(sSec, "%02d", sTimeStructure.Seconds);
  //打印日期
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sYear, 4, 4);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"-", 1, 1);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sMonth, 2, 2);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"-", 1, 1);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sDate, 2, 2);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&" ", 1, 2);
  //打印时间
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sHour, 2, 2);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&":", 1, 1);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sMin, 2, 2);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&":", 1, 1);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sSec, 2, 2);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"\n\r", 2, 2);
  //延时
  HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */

联合调试

点击运行，生成HEX文件。
在Proteus中加载相应HEX文件，点击运行。可以看到“Virtual Terminal”从“2022-05-20 05:20:00”开始自动走时，每秒输出一个结果，按下BTN按键，又重新从“2022-05-20 05:20:00”开始自动走时。

posted @ 2022-05-20 11:01 Sheepeach 阅读(1745) 评论(0) 编辑收藏举报

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