STM32学习笔记 | RTC日历基础应用问题分析

RTC，Real_Time Clock，即实时时钟，在许多电子系统中都能看到实时时钟的存在。

9 d, ], i; p1 a% A

每块STM32内部都集成了一个RTC模块，是一个独立的定时器/计数器，具有计数、时钟和闹钟等功能。

7 a# p/ I* J3 I, [8 u2 O; ?

STM32 RTC 基础内容

STM32内部集成的RTC相当于一个TIM，具有计数的功能，但和TIM有一些区别，比如供电来自备份区域，可作为低功耗模式自动唤醒单元等。

STM32的RTC除F1系列不具有BCD寄存器（日历功能）之外，其他系列的RTC大同小异，本文以F4系列RTC为例进行讲述。

. P6 z0 j( p/ b; }

1. RTC时钟源

RTC不具备自己输出时钟信号的功能，和TIM一样由内部，或外部晶振提供时钟源。

* S+ Q5 i  P* o; w1 Z# l

通常是由低速外部晶振（LSE）32.768kHz，或者低速内部晶振（LSI）提供。内部晶振误差大，如果要求高精度需使用外部晶振。

5 f; o9 J& L/ A' m

当然，还可以使用高速外部晶振（HSE）的分频信号作为时钟源，但该时钟源有最高频率限制。

2. RTC日历

' G( p6 Z# A) O' X5 m- i

RTC的日历功能算是一个比较重要的功能，但是在早期的F1系列中不具备该功能，需要结合软件计算才能实现日期和时间的功能。

除F1系列的RTC自生具备日历功能，即具有日期、时间、亚秒等于日历相关的寄存器，只需要直接读取寄存器即可获取日历信息。

同时，系统可以自动将月份的天数补偿为 28、 29（闰年）、 30 和 31 天。并且还可以进行夏令时补偿。

* i3 F: w) P! `! `! D

3. RTC闹钟

7 Q) W9 c* ?  a1 q8 Z) H

RTC闹钟功能也是一个比较实用的功能，大部分RTC都具有两个可编程的闹钟：闹钟A和闹钟B。

RTC闹钟可产生中断信号，也可以产生闹钟输出信号。

4. RTC自动唤醒

6 J; U! Q2 }/ x8 {( m

有的产品需要周期性唤醒，比如间隔5秒唤醒一次休眠的芯片。

RTC自动唤醒由 16 位可编程自动重载递减计数器生成，通过 WUTE 位可扩展至17位。如果频率为1Hz，则自动唤醒时间可以 1s 到 36h 左右。

以上是重点知识点，更多细节请查阅芯片对应的参考手册。

( ~' d" ^( ], k$ P5 B

STM32 RTC 参数配置

) a$ Z5 D6 f- a: t' `. h

STM32 的RTC使用比较方便，不像TIM各种复杂的关系，可以通过STM32CubeMX很简单就能使用RTC的各项功能。

下面以F4、Cube配置日历为例。

1. 配置时钟源

' g6 }7 c/ O- {

2. 配置分频值

通过32.768kHz信号得到1Hz分辨率，可参考例程默认分频配置：

32768/128/256 = 1.

备注：从0开始分频，所以配置的分频值需要减一：127 = 128 - 1， 255 = 256 - 1.

3. 初始化时间和日期

1 R, }# l/ ]) o* A% |8 {- M, [: G

通过Cube工具初始化时间、日期以及格式：

: O/ o2 _7 O5 L5 u$ O4 @

以上就是通过Cbue工具配置的参数，生成的代码：

1. <font face="微软雅黑">static void MX_RTC_Init(void)
   
2. {
   ' N8 N5 \% }$ `- f8 F- D' d
3.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 0 */
   
4.   /* USER CODE END RTC_Init 0 */
   1 c% C  U5 H% P9 q4 O6 C* q
5. 
   1 ]1 K6 V9 C4 Q' Z0 j
6.   RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
   
7.   RTC_DateTypeDef sDate = {0};
   2 O4 K0 H1 ?) M: g
8. 
   ) r& L( v: J! i6 }! S! V1 e7 x
9.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */
   
10.   /* USER CODE END RTC_Init 1 */
    
11. 
    
12.   /** Initialize RTC Only
    
13.   */
    ! z7 m$ {" F" z8 u7 f( ]" `
14.   hrtc.Instance = RTC;
    # B* X$ m- J: u7 }. V9 }, z- F
15.   hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    
16.   hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
    ( Y4 o: u) O% X; d( r  Q% k( \, N- f
17.   hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
    
18.   hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
    
19.   hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    
20.   hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
    
21.   if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
    ; C0 C' F0 D2 n( h/ |
22.   {
    + a2 L! E4 X7 }9 d3 J* _
23.     Error_Handler();
    0 g; y0 U, l' L9 e7 e
24.   }
    9 Q; B# x9 _) i% z& h: f- L
25. 
    9 D- }8 p% o& d- p+ Z/ w
26.   /* USER CODE BEGIN Check_RTC_BKUP */
    ( V+ h3 Y3 h! j8 K  x
27.   /* USER CODE END Check_RTC_BKUP */
    
28. 
    ( ]% v' O' e( m1 w. C" }( ^
29.   /** Initialize RTC and set the Time and Date
    
30.   */
    1 ?1 n: x/ C3 h; X% z9 H) w
31.   sTime.Hours = 0x0;
    ! `' p5 D  Y1 T8 o  d4 j; Q$ n
32.   sTime.Minutes = 0x0;
    , O' g9 P' q* \9 E# Y5 e% h, j/ [
33.   sTime.Seconds = 0x0;
    
34.   sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
      D9 o0 D2 D: s& _6 ?- w" s
35.   sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
    
36.   if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
    . R4 Y5 e4 L9 ]# b5 b6 _- k) @$ t, @8 ~
37.   {
    
38.     Error_Handler();
    1 a" k- ~5 V6 w' l7 q  s
39.   }
    
40.   sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
    1 E( `5 ^& S9 c/ r( |2 }
41.   sDate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;
    . o5 L4 i2 a1 y! u( L
42.   sDate.Date = 0x1;
    1 _6 @, P# d7 E2 T* B$ v$ u( O
43.   sDate.Year = 0x0;
    
44. 
    
45.   if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
    
46.   {
    
47.     Error_Handler();
    
48.   }
    
49.   /** Enable the WakeUp
    
50.   */
    
51.   if (HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer(&hrtc, 0, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16) != HAL_OK)
    ( T- p! P! X4 c' ], F1 b! v) N
52.   {
    
53.     Error_Handler();
    % E! A  e5 y& S; e% M3 E# b
54.   }
    3 b6 n. ]- c5 j+ P  Y3 {1 R
55.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */
    * x2 u' d6 m6 z; n4 d6 X4 ?7 E
56.   /* USER CODE END RTC_Init 2 */
    ) m5 I# F  }( |( e7 @  z3 S/ J2 _0 h8 }1 z
57. }</font>

复制代码

# ~' Y% e% Z! U6 x' A: J

RTC通过Cube工具配置比较省心，如果使用标准外设库进行配置，就需要注意很多细节，简单参考官方提供例程。

STM32 RTC 常见问题

STM32内部RTC模块应用场景相对简单，不像TIM有复杂的配置以及关联性。但使用RTC仍需要注意一些细节问题。

问题一：RTC时间不准

有不少工程师都遇到过RTC计数一天，相差几秒甚至几十秒的情况。导致时间不准最根本的原因是时钟源，还有时钟分频值。

低速内部晶振（LSI）的误差相对较大，特别是温差变化较大的环境。

还有关于时钟分频值，上面已经提到了分频128，实际配置参数应该为127.

解决办法：使用更高精度低速外部晶振、校正、软件配置正确分频值。

问题二：RTC时钟配置失败

RTC的供电来源备份区域电源，操作RTC之前，需要使能后备区域操作。如果没有这一步操作，你会发现操作低速时钟、RTC可能会失败。

当然，出现这种情况，一般是使用标准外设库配置导致的失败。

解决办法：使用Cube工具，或参考官方例程初始化代码。

+ |. L9 `; {4 c, q7 b" a

问题三：RTC日历不更新的问题

在我们的RTC应用中，经常有人反映在做日历数据读取操作时发现日历不更新的情形。其实，STM32  RTC的日历寄存器由两个组成，为了保证读取时间点的一致性，先读时分秒然后读日期做为一个完整的日历读取操作。在读取TIME【时分秒】后，硬件会将当前日历数据锁住，直到DATE【年月日】寄存器被读取后释放。否则会遇到读取日历时发生数据不更新的情况。

解决办法：对于RTC日历的读取要注意读取动作的完整性，读了TIME还要读取DATE才算一个完整操作，以保持读取时间的一致性。

复盘一下

▼RTC 基础内容：时钟源、日历、闹钟、自动唤醒；

▼RTC 参数配置：时钟源、分频值、初始化；

▼RTC 常见问题：RTC时间不准、RTC时钟配置失败、重启会复位RTC时钟；

文章出处： STM32

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