代码收藏家 【STM32】BKP备份寄存器与RTC实时时钟详解
本篇博客重点在于标准库函数的理解与使用，搭建一个框架便于快速开发
目录
BKP简介
BKP代码注解
读写备份寄存器
复位备份寄存器
BKP代码
RTC简介
RTC代码注解
RTCCLK时钟源选择
分频器配置
时钟同步
RTC代码
MyRTC.h
MyRTC.c
main.c
BKP简介
BKP（Backup Registers）备份寄存器 ，可用于存储用户应用程序数据。
BKP代码注解
来自参考手册
系统复位后，对后备寄存器和RTC的访问被禁止，这是为了防止对后备区域(BKP)的意外写操作。执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC的访问：
● 设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备接口时钟
● 设置电源控制寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问
BKP,PWR,RTC均在APB1总线上
由RCC时钟树，需使能APB1总线上BKP,PWR的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
//使能电源和后备接口时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
//设置电源控制寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问读写备份寄存器
用户数据存储容量：20字节（中容量和小容量）/ 84字节（大容量和互联型）
//BKP_DRx: x根据容量选择，x:[1, 42]
//BKP_DR为16位数据类型
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5); //写备份寄存器
BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);//读备份寄存器复位备份寄存器
BKP_DRx寄存器不会被系统复位、电源复位、从待机模式唤醒所复位。 它们可以由备份域复位来复位或(如果侵入检测引脚TAMPER功能被开启时)由侵入引脚事件复位
当然也可以通过写所有的备份寄存器为0来复位
BKP_DeInit();//备份域复位，复位BKP寄存器，清除备份寄存器数据BKP代码
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "OLED.h"
#include "Key.h"
uint8_t KeyNum;
int main(void)
{
OLED_Init();
Key_Init();
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
while(1)
{
KeyNum = Key_Scan();
if( KeyNum == 1)
{
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
}
if( KeyNum == 2)
{
BKP_DeInit();
}
OLED_ShowHexNum(1, 1, BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1), 4);
}
}RTC简介
RTC（Real Time Clock）实时时钟，是一个独立的定时器，可为系统提供时钟和日历的功能
RTC和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，系统复位或从待机模式唤醒时，数据不清零，RTC的设置和时间维持不变VDD（2.0~3.6V）断电后可借助VBAT（1.8~3.6V）供电继续走时
32位的可编程计数器，可对应Unix时间戳的秒计数器
20位的可编程预分频器，可适配不同频率的输入时钟
RTC框图
STM32F10xxx可选择三种RTCCLK：
HSE（外部高速）时钟除以128（通常为8MHz/128）
LSE（外部低速）振荡器时钟（通常为32.768KHz）
LSI（内部低速）振荡器时钟（40KHz）
只有中间这一路的时钟，可以通过VBAT备用电池供电，上下两路时钟，在主电源断电后，是停止运行的
外接晶振
外部高速晶振（银白色）为8MHz,外部低速晶振（黑色）为32.768KHz
STM32的晶振电路
RTC代码注解
RTCCLK时钟源选择
一旦RTC时钟源被选定，直到下次后备域被复位，它不能在被改变。
//选择LSE
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//开启LSE时钟
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);// 等待外部32.3768kHz振荡器就绪
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//RTCCLK通过时钟选择器选择LSE时钟
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//使能RTCCLK
/*选择LSI：40kHz
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
*/分频器配置
通过设置重装载寄存器RTC_PRL为 32768 – 1，设置RTCCLK分频系数 ,计数器为重装载值，自减到0后的下一个时钟上升沿溢出 ，为后面的计数器产生1s的时钟
RTC_SetPrescaler(32768 - 1);
RTC_WaitForLastTask();//等待上一次对RTC寄存器的写操作已经完成。时钟同步
读取RTC寄存器，软件必须等待RSF（寄存器同步标志）为1，以确保RTC_CNT、RTC_ALR或RTC_PRL已经被同步
除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外，所有的系统寄存器都由系统复位或电源复位进行异步复位。 RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器仅能通过备份域复位信号复位
注意：
①修改CRH/CRL寄存器，必须先判断RSF位，确定已经同步。
②修改CNT,ALR,PRL的时候，必须先配置CNF位进入配置模式，修改完之后，设置CNF位为0退出配置模式。标准库对应函数内部已调用，不需用户设置进入或退出配置模式
③同时在对RTC相关寄存器写操作之前，必须判断上一次写操作已经结束，也就是判断RTOFF位是否置位。
来自正点原子ppt
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{
/* 每次更新程序，初始化函数中，都会重新设置时间，使用备份寄存器的数据置标志位，标记是否第一次RTC设置时间
只有主电源和备用电源都掉电，再重新初始化RTC，设置时间
*/
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTC_WaitForSynchro();//等待RTC寄存器同步
RTC_WaitForLastTask();
//等待上次对RTC寄存器的写操作完成，之前没有写RTC寄存器，不调用也可
RTC_SetPrescaler(32768 - 1);
RTC_WaitForLastTask();
MyRTC_SetTime();//设置计时时间
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);//写备份寄存器，相当于标志位，已经初始化
}
else
{
//防止意外，不调用也可
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
}RTC代码
time.c文件函数
| 函数 | 作用 |
|
struct tm* localtime(const time_t*); |
秒计数器转换为日期时间（当地时间） |
|
time_t mktime(struct tm*); |
日期时间转换为秒计数器（当地时间） |
秒计数器为0代表伦敦的1970-1-1 0:0:0
单片机通过库函数并不能获取当地时间，需要自己给计数器值加时间偏移。
MyRTC.h
#ifndef __MYRTC_H
#define __MYRTC_H
extern uint16_t MyRTC_Time[];
void MyRTC_Init(void);
void MyRTC_SetTime(void);
void MyRTC_ReadTime(void);
#endif
MyRTC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <time.h>
uint16_t MyRTC_Time[] = {2023, 1, 1, 23, 59, 55};//储存时间
void MyRTC_SetTime(void);
void MyRTC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
RTC_SetPrescaler(32768 - 1);
RTC_WaitForLastTask();
MyRTC_SetTime();
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
}
else
{
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
}
}
//如果LSE无法起振导致程序卡死在初始化函数中
//可将初始化函数替换为下述代码，使用LSI(40KHz)当作RTCCLK
/*
void MyRTC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{
RCC_LSICmd(ENABLE);
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
RTC_SetPrescaler(40000 - 1);
RTC_WaitForLastTask();
MyRTC_SetTime();
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
}
else
{
//LSE可由备用电源供电，LSI无法由备用电源供电，故主电源掉电时，RTC走时会暂停
//每次复位，需重新初始化LSI作为RTCCLK时钟
RCC_LSICmd(ENABLE);
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
//
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
}
}*/
void MyRTC_SetTime(void)
{
time_t time_cnt;
struct tm time_date;
time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900;//年份从1900开始储存，最小值为70
time_date.tm_mon = MyRTC_Time[1] - 1; //0~11表示1到12月
time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];
time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];
time_date.tm_min = MyRTC_Time[4];
time_date.tm_sec = MyRTC_Time[5];
time_cnt = mktime(&time_date) - 8 * 60 * 60;//MyRTC_Time数组代表的时间减去8小时的秒数，东八区，time_cnt为英国格林尼治1970-01-01 00:00:00至今的秒数
RTC_SetCounter(time_cnt);
RTC_WaitForLastTask();
}
void MyRTC_ReadTime(void)
{
time_t time_cnt;
struct tm time_date;
time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60;//time_cnt为英国格林尼治1970-01-01 00:00:00至今的秒数+加上8小时的秒数
time_date = *localtime(&time_cnt);
MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900;
MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;
MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;
MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;
MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;
MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
}
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyRTC.h"
int main(void)
{
OLED_Init();
MyRTC_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "Date:XXXX-XX-XX");
OLED_ShowString(2, 1, "Time:XX:XX:XX");
OLED_ShowString(3, 1, "CNT :");
OLED_ShowString(4, 1, "DIV :");
while (1)
{
MyRTC_ReadTime();
OLED_ShowNum(1, 6, MyRTC_Time[0], 4);
OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[1], 2);
OLED_ShowNum(1, 14, MyRTC_Time[2], 2);
OLED_ShowNum(2, 6, MyRTC_Time[3], 2);
OLED_ShowNum(2, 9, MyRTC_Time[4], 2);
OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2);
OLED_ShowNum(3, 6, RTC_GetCounter(), 10);
// OLED_ShowNum(4, 6, RTC_GetDivider(), 10);
OLED_ShowNum(4, 6, (32767 - RTC_GetDivider()) / 32767.0 * 999, 10);//映射0~999表示ms
}
}作者：我不吃代码
