stm32 RTC实时时钟[操作寄存器+库函数]

"RTC"是Real Time Clock 的简称，意为实时时钟。stm32提供了一个秒中断源和一个闹钟中断源。

RTC的技术器是一个32位的计数器，使用32.768khz的外部晶振。

2038年问题

　在计算机应用上，2038年问题可能会导致某些软件在2038年无法正常工作。所有使用UNIX时间表示时间的程序都将受其影响，因为它们以自1970年1月1日经过的秒数（忽略闰秒）来表示时间。这种时间表示法在类Unix（Unix-like）操作系统上是一个标准，并会影响以其C编程语言开发给其他大部份操作系统使用的软件。

在大部份的32位操作系统上，此“time_t”数据模式使用一个有正负号的32位元整数（signedint32)存储计算的秒数。也就是说最大可以计数的秒数为 2^31次方 可以算得：

2^31/3600/24/365 ≈ 68年

所以依照此“time_t”标准，在此格式能被表示的最后时间是2038年1月19日03:14:07，星期二（UTC）。超过此一瞬间，时间将会被掩盖（wrap around）且在内部被表示为一个负数，并造成程序无法工作，因为它们无法将此时间识别为2038年，而可能会依个别实作而跳回1970年或1901年。

对于PC机来说，时间开始于1980年1月1日，并以无正负符号的32位整数的形式按秒递增，这与UNIX时间非常类似。可以算得：

2^32/3600/24/365 ≈ 136年

到2116年，这个整数将溢出。

Windows NT使用64位整数来计时。但是，它使用100纳秒作为增量单位，且时间开始于1601年1月1日，所以NT将遇到2184年问题。

苹果公司声明，Mac在29,940年之前不会出现时间问题！

由于RTC是一个32位计数器，同样其计时时间是有限的。库函数中使用到了C标准时间库，时间库中的计时起始时间是1900年，可以知道时间库中不是用 有符号位的32位整数来表示时间的，否则在1968年就已经溢出了。如果用32位无符号整数计时，其溢出时间为2036年左右，所以会遇到这个问题。

直接操作寄存器中，可以自由设定这个时间戳起始的年份，RTC的32位寄存器存储的只是距离这个起始年份的总秒数，所以不会遇到这个问题。而且可以用无符号32位的二进制表示时间，这意味着此类系统的时间戳可以表示更多的秒数。但是由于其使用32位寄存器表示秒数，最大只能计时到136年后。

本例实现使用stm32每秒输出一次当前的时间，并设置一个闹钟，到时间时输出提醒信息。

直接操作寄存器

RTC实时时钟的操作原则是 在每次读写前都要保证上一次读写完成。

代码较多，使用到的寄存器请参见手册 （system.h 和stm32f10x_it.h等相关代码参照stm32 直接操作寄存器开发环境配置）

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);//系统时钟设置Usart1_Init(72,9600);Nvic_Init(0,0,RTC_IRQChannel,0);//设置中断Gpio_Init();Rtc_Init();//Rtc_TIME_AutoSet();//将当前编译时间作为RTC开始时间Rtc_TIME_Set(2012,7,7,20,50,0);//设定开始时间参数说明：年，月，日，时，分，秒Rtc_ALARM_Set(2012,7,7,20,50,30);//设定闹钟事件时间LED1=1;while(1);}voidGpio_Init(void){RCC->APB2ENR|=1<<2;//使能PORTA时钟GPIOA->CRL&=0x0000FFFF;//PA0~3设置为浮空输入，PA4~7设置为推挽输出GPIOA->CRL|=0x33334444;//USART1串口I/O设置GPIOA->CRH&=0xFFFFF00F;//设置USART1的Tx(PA.9)为第二功能推挽，50MHz；Rx(PA.10)为浮空输入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)//秒钟中断{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)//闹钟中断{LED3=1;printf("rnIt'stimetodosth.rn");RTC->CRL&=~(0x0002);//清除闹钟中断}RTC->CRL&=0x0FFA;//清除溢出，秒钟中断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;//定义时钟结构体,主函数直接可以调用此结构体读出时间//平年的月份日期表,月份缩写表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"};//月修正数据表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时钟RCC->APB1ENR|=1<<27;//使能BKP时钟,RTC校准在BKP相关寄存器中PWR->CR|=1<<8;//取消BKP相关寄存器写保护//RCC->BDCR|=1<<16;//备份区域软复位//RCC->BDCR|=~(1<<16);//备份区域软复位结束RCC->BDCR|=1<<0;//外部低速时钟（LSE）使能while(!(RCC->BDCR&0x02));//等待外部时钟就绪RCC->BDCR|=1<<8;//LSE作为RTC时钟RCC->BDCR|=1<<15;//RTC时钟使能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;//允许溢出中断[2]，闹钟中断[1]，秒中断[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;//进入配置模式RTC->PRLH=0x0000;RTC->PRLL=32767;//设定分频值//Rtc_TIME_AutoSet();//将当前编译时间写入寄存器//Rtc_TIME_Set(2012,7,7,20,50,0);//年，月，日，时，分，秒RTC->CRL&=~(1<<4);//退出配置模式，开始更新RTC寄存器while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器最后一次操作完成}//设定RTC开始计时时间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时钟,方便独立调用此函数RCC->APB1ENR|=1<<27;//使能BKP时钟PWR->CR|=1<<8;//取消写保护RTC->CRL|=1<<4;//允许配置RTC->CNTL=sec&0xffff;//取低16位RTC->CNTH=sec>>16;//取高16位RTC->CRL&=~(1<<4);//开始RTC寄存器更新while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器操作完成}//判断是否是闰年函数////判断方法：//普通年能整除4且不能整除100的为闰年。（如2004年就是闰年,1900年不是闰年）//世纪年能整除400的是闰年。(如2000年是闰年，1900年不是闰年)////返回:1,是闰年0,不是闰年u8Is_LeapYear(u16year){if(year%4==0)//必须能被4整除{if(year%100==0){if(year%400==0)return1;//如果以00结尾,还要能被400整除elsereturn0;}else{return1;}}else{return0;}}//将时间转化为到1970年1月1日的总秒数//Bugs:此函数秒数会多20左右，所以函数返回值做了校正,校正后没有问题//待优化u32Date_TO_Sec(u16year,u8month,u8date,u8hour,u8minute,u8second){u16t;u32sec;if(year>=1970&&year<=2106)//判断是否为合法年份，RTC的时间是从1970开始，只能由32位表示秒数，最大只能到2106年左右{for(t=1970;tCNTH;//读取RTC的当前时间值（距1970年的总秒数）secs<<=16;secs+=RTC->CNTL;//printf("nRtc_GetSec=%xn",secs);days=secs/86400;if(days>0)//超过一天{temp=days;while(temp>=365){if(Is_LeapYear(years))//是闰年{if(temp>=366)temp-=366;//闰年的天数elsebreak;}else{temp-=365;}years++;}timer.year=years;//得到年份while(days>=28){if(Is_LeapYear(years)&&months==1)//判断是否为闰年的第二月{if(temp>=29)temp-=29;elsebreak;}else{if(temp>=Days_Table[months])temp-=Days_Table[months];elsebreak;}months++;}timer.month=months+1;//得到月数timer.date=temp+1;//得到日期}temp=secs%86400;//得到剩余秒数timer.hour=temp/3600;//得到小时timer.minute=(temp%3600)/60;timer.second=(temp%3600)%60;timer.week=Rtc_DAY_Get(timer.year,timer.month,timer.date);}//判断当前为星期几u8Rtc_DAY_Get(u16year,u8month,u8day){u16temp;u8yearH,yearL;yearH=year/100;yearL=year%100;//如果为21世纪,年份数加100if(yearH>19)yearL+=100;//所过闰年数只算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);}//设定闹钟时间voidRtc_ALARM_Set(u16year,u8month,u8date,u8hour,u8minute,u8second){u32sec;sec=Date_TO_Sec(year,month,date,hour,minute,second);RTC->CRL|=1<<4;//允许配置//while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//RTOFF为1才可以写入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);//开始RTC寄存器更新while(!(RTC->CRL&(1<<5)));//等待RTC寄存器操作完成}