stm32 RTC實時時鐘[操作寄存器+庫函數(shù)]

"RTC"是Real Time Clock 的簡稱，意為實時時鐘。stm32提供了一個秒中斷源和一個鬧鐘中斷源。

RTC的技術(shù)器是一個32位的計數(shù)器，使用32.768khz的外部晶振。

2038年問題

　在計算機應(yīng)用上，2038年問題可能會導(dǎo)致某些軟件在2038年無法正常工作。所有使用UNIX時間表示時間的程序都將受其影響，因為它們以自1970年1月1日經(jīng)過的秒數(shù)（忽略閏秒）來表示時間。這種時間表示法在類Unix（Unix-like）操作系統(tǒng)上是一個標準，并會影響以其C編程語言開發(fā)給其他大部份操作系統(tǒng)使用的軟件。

在大部份的32位操作系統(tǒng)上，此“time_t”數(shù)據(jù)模式使用一個有正負號的32位元整數(shù)（signedint32)存儲計算的秒數(shù)。也就是說最大可以計數(shù)的秒數(shù)為 2^31次方 可以算得：

2^31/3600/24/365 ≈ 68年

所以依照此“time_t”標準，在此格式能被表示的最后時間是2038年1月19日03:14:07，星期二（UTC）。超過此一瞬間，時間將會被掩蓋（wrap around）且在內(nèi)部被表示為一個負數(shù)，并造成程序無法工作，因為它們無法將此時間識別為2038年，而可能會依個別實作而跳回1970年或1901年。

對于PC機來說，時間開始于1980年1月1日，并以無正負符號的32位整數(shù)的形式按秒遞增，這與UNIX時間非常類似?？梢运愕茫?/p>

2^32/3600/24/365 ≈ 136年

到2116年，這個整數(shù)將溢出。

Windows NT使用64位整數(shù)來計時。但是，它使用100納秒作為增量單位，且時間開始于1601年1月1日，所以NT將遇到2184年問題。

蘋果公司聲明，Mac在29,940年之前不會出現(xiàn)時間問題！

由于RTC是一個32位計數(shù)器，同樣其計時時間是有限的。庫函數(shù)中使用到了C標準時間庫，時間庫中的計時起始時間是1900年，可以知道時間庫中不是用 有符號位的32位整數(shù)來表示時間的，否則在1968年就已經(jīng)溢出了。如果用32位無符號整數(shù)計時，其溢出時間為2036年左右，所以會遇到這個問題。

直接操作寄存器中，可以自由設(shè)定這個時間戳起始的年份，RTC的32位寄存器存儲的只是距離這個起始年份的總秒數(shù)，所以不會遇到這個問題。而且可以用無符號32位的二進制表示時間，這意味著此類系統(tǒng)的時間戳可以表示更多的秒數(shù)。但是由于其使用32位寄存器表示秒數(shù)，最大只能計時到136年后。

本例實現(xiàn)使用stm32每秒輸出一次當前的時間，并設(shè)置一個鬧鐘，到時間時輸出提醒信息。

直接操作寄存器

RTC實時時鐘的操作原則是 在每次讀寫前都要保證上一次讀寫完成。

代碼較多，使用到的寄存器請參見手冊 （system.h 和stm32f10x_it.h等相關(guān)代碼參照stm32 直接操作寄存器開發(fā)環(huán)境配置）

User/main.c

#include#include"system.h"#include"usart.h"#include"rtc.h"#defineLED1PAout(4)#defineLED2PAout(5)voidGpio_Init(void);externconstu8*Week_Table[7];intmain(void){Rcc_Init(9);//系統(tǒng)時鐘設(shè)置Usart1_Init(72,9600);Nvic_Init(0,0,RTC_IRQChannel,0);//設(shè)置中斷Gpio_Init();Rtc_Init();//Rtc_TIME_AutoSet();//將當前編譯時間作為RTC開始時間Rtc_TIME_Set(2012,7,7,20,50,0);//設(shè)定開始時間參數(shù)說明：年，月，日，時，分，秒Rtc_ALARM_Set(2012,7,7,20,50,30);//設(shè)定鬧鐘事件時間LED1=1;while(1);}voidGpio_Init(void){RCC->APB2ENR|=1<<2;//使能PORTA時鐘GPIOA->CRL&=0x0000FFFF;//PA0~3設(shè)置為浮空輸入，PA4~7設(shè)置為推挽輸出GPIOA->CRL|=0x33334444;//USART1串口I/O設(shè)置GPIOA->CRH&=0xFFFFF00F;//設(shè)置USART1的Tx(PA.9)為第二功能推挽，50MHz；Rx(PA.10)為浮空輸入GPIOA->CRH|=0x000008B0;}

User/stm32f103x_it.c

#include"stm32f10x_it.h"#include"system.h"#include"stdio.h"#include"rtc.h"#defineLED1PAout(4)#defineLED2PAout(5)#defineLED3PAout(6)#defineLED4PAout(7)//externvoidWwdg_Feed(void);//externu16Read_Bkp(u8reg);externvoidRtc_Get(void);externconstu8*Week_Table[7];voidRTC_IRQHandler(void){if(RTC->CRL&0x0001)//秒鐘中斷{LED4=!LED4;Rtc_Get();printf("rnTime:%d-%d-%d,%d:%d:%d,Todayis%srn",timer.year,timer.month,timer.date,timer.hour,timer.minute,timer.second,Week_Table[timer.week]);}if(RTC->CRL&0x0002)//鬧鐘中斷{LED3=1;printf("rnIt'stimetodosth.rn");RTC->CRL&=~(0x0002);//清除鬧鐘中斷}RTC->CRL&=0x0FFA;//清除溢出，秒鐘中斷while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器操作完成}

Library/src/rtc.c

#include#include"rtc.h"#include"stdio.h"tmtimer;//定義時鐘結(jié)構(gòu)體,主函數(shù)直接可以調(diào)用此結(jié)構(gòu)體讀出時間//平年的月份日期表,月份縮寫表constu8Days_Table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};constu8Month_Table[12][3]={"Jan","Feb","Mar","Apr","May","Jun","Jul","Aug","Sep","Oct","Nov","Dec"};constu8*Week_Table[7]={"Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"};//月修正數(shù)據(jù)表u8const_Week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5};voidRtc_Init(void){RCC->APB1ENR|=1<<28;//使能PWR時鐘RCC->APB1ENR|=1<<27;//使能BKP時鐘,RTC校準在BKP相關(guān)寄存器中PWR->CR|=1<<8;//取消BKP相關(guān)寄存器寫保護//RCC->BDCR|=1<<16;//備份區(qū)域軟復(fù)位//RCC->BDCR|=~(1<<16);//備份區(qū)域軟復(fù)位結(jié)束RCC->BDCR|=1<<0;//外部低速時鐘（LSE）使能while(!(RCC->BDCR&0x02));//等待外部時鐘就緒RCC->BDCR|=1<<8;//LSE作為RTC時鐘RCC->BDCR|=1<<15;//RTC時鐘使能while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器最后一次操作完成while(!(RTC->CRL&(1<<3)));//等待RTC寄存器同步完成RTC->CRH|=0x07;//允許溢出中斷[2]，鬧鐘中斷[1]，秒中斷[0],CRH寄存器低三位有效while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器最后一次操作完成RTC->CRL|=1<<4;//進入配置模式RTC->PRLH=0x0000;RTC->PRLL=32767;//設(shè)定分頻值//Rtc_TIME_AutoSet();//將當前編譯時間寫入寄存器//Rtc_TIME_Set(2012,7,7,20,50,0);//年，月，日，時，分，秒RTC->CRL&=~(1<<4);//退出配置模式，開始更新RTC寄存器while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器最后一次操作完成}//設(shè)定RTC開始計時時間voidRtc_TIME_Set(u16year,u8month,u8date,u8hour,u8minute,u8second){u32sec;sec=Date_TO_Sec(year,month,date,hour,minute,second);//printf("nRtcTIMESetSec=%xn",sec);RCC->APB1ENR|=1<<28;//使能PWR時鐘,方便獨立調(diào)用此函數(shù)RCC->APB1ENR|=1<<27;//使能BKP時鐘PWR->CR|=1<<8;//取消寫保護RTC->CRL|=1<<4;//允許配置RTC->CNTL=sec&0xffff;//取低16位RTC->CNTH=sec>>16;//取高16位RTC->CRL&=~(1<<4);//開始RTC寄存器更新while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器操作完成}//判斷是否是閏年函數(shù)////判斷方法：//普通年能整除4且不能整除100的為閏年。（如2004年就是閏年,1900年不是閏年）//世紀年能整除400的是閏年。(如2000年是閏年，1900年不是閏年)////返回:1,是閏年0,不是閏年u8Is_LeapYear(u16year){if(year%4==0)//必須能被4整除{if(year%100==0){if(year%400==0)return1;//如果以00結(jié)尾,還要能被400整除elsereturn0;}else{return1;}}else{return0;}}//將時間轉(zhuǎn)化為到1970年1月1日的總秒數(shù)//Bugs:此函數(shù)秒數(shù)會多20左右，所以函數(shù)返回值做了校正,校正后沒有問題//待優(yōu)化u32Date_TO_Sec(u16year,u8month,u8date,u8hour,u8minute,u8second){u16t;u32sec;if(year>=1970&&year<=2106)//判斷是否為合法年份，RTC的時間是從1970開始，只能由32位表示秒數(shù)，最大只能到2106年左右{for(t=1970;tCNTH;//讀取RTC的當前時間值（距1970年的總秒數(shù)）secs<<=16;secs+=RTC->CNTL;//printf("nRtc_GetSec=%xn",secs);days=secs/86400;if(days>0)//超過一天{temp=days;while(temp>=365){if(Is_LeapYear(years))//是閏年{if(temp>=366)temp-=366;//閏年的天數(shù)elsebreak;}else{temp-=365;}years++;}timer.year=years;//得到年份while(days>=28){if(Is_LeapYear(years)&&months==1)//判斷是否為閏年的第二月{if(temp>=29)temp-=29;elsebreak;}else{if(temp>=Days_Table[months])temp-=Days_Table[months];elsebreak;}months++;}timer.month=months+1;//得到月數(shù)timer.date=temp+1;//得到日期}temp=secs%86400;//得到剩余秒數(shù)timer.hour=temp/3600;//得到小時timer.minute=(temp%3600)/60;timer.second=(temp%3600)%60;timer.week=Rtc_DAY_Get(timer.year,timer.month,timer.date);}//判斷當前為星期幾u8Rtc_DAY_Get(u16year,u8month,u8day){u16temp;u8yearH,yearL;yearH=year/100;yearL=year%100;//如果為21世紀,年份數(shù)加100if(yearH>19)yearL+=100;//所過閏年數(shù)只算1900年之后的temp=yearL+yearL/4;temp=temp%7;temp=temp+day+_Week[month-1];if(yearL%4==0&&month<3)temp--;return(temp%7);}//設(shè)定鬧鐘時間voidRtc_ALARM_Set(u16year,u8month,u8date,u8hour,u8minute,u8second){u32sec;sec=Date_TO_Sec(year,month,date,hour,minute,second);RTC->CRL|=1<<4;//允許配置//while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//RTOFF為1才可以寫入ALRL和ALRH寄存器RTC->ALRL=sec&0xffff;//取低16位RTC->ALRH=sec>>16;//取高16位RTC->CRL&=~(1<<4);//開始RTC寄存器更新while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器操作完成}