STM32F429 >> 19. RTC_实时时钟

简介

RTC—Eeal Time Clock，实时时钟，主要包含日历、闹钟和自动唤醒这三部分的功能，其中的日历功能我们使用的最多。日历包含两个 32bit 的时间寄存器，可直接输出时分秒，星期、月、日、年。

功能框图

1. 时钟源

RTC 时钟源 —RTCCLK 可以从 LSE、LSI 和 HSE_RTC 这三者中得到。其中使用最多的是 LSE。

LSE 由一个外部的 32.768KHZ（6PF 负载）的晶振提供，精度高，稳定，RTC首选；

LSI 是芯片内部的 30KHZ 晶体，精度较低，会有温漂，一般不建议使用；

HSE_RTC由 HSE 分频得到，最高是 4M，使用的也较少。

2. 预分频器

预分频器 PRER 由 7 位的异步预分频器 APRE 和 15 位的同步预分频器 SPRE 组成。

异步预分频器时钟 CK_APRE 用于为二进制 RTC_SSR 亚秒递减计数器提供时钟。

异步预分频器时钟 fCK_APRE=fRTC_CLK/(PREDIV_A+1)；

同步预分频器时钟 CK_SPRE 用于更新日历；

同步预分频器时钟 fCK_SPRE=fRTC_CLK/(PREDIV_S+1)。

使用两个预分频器时，推荐将异步预分频器配置为较高的值，以最大程度降低功耗。一般我们会使用 LSE 生成 1HZ 的同步预分频器时钟。

通常的情况下，我们会选择 LSE 作为 RTC 的时钟源，即 fRTCCLK=fLSE=32.768KHZ。然后经过预分频器 PRER 分频生成 1HZ 的时钟用于更新日历。使用两个预分频器分频的时候，为了最大程度的降低功耗，我们一般把同步预分频器设置成较大的值，为了生成 1HZ 的同步预分频器时钟 CK_SPRE，最常用的配置是 PREDIV_A=127，PREDIV_S=255。

计算公式为 ： fCK_SPRE=fRTCCLK/{ （ PREDIV_A+1 ） * （ PREDIV_S+1 ） }= 32.768/{ （ 127+1 ） *（255+1）}=1HZ。

3. 实时时钟和日历

我们知道，实时时钟一般是这样表示的：时/分/秒/亚秒。

其中时分秒可直接从 RTC 时间寄存器 (RTC_TR)中读取：

位说明如下：

位名称 位说明

PM AM/PM 符号: 0:AM，1:PM

HT[1:0] 小时的十位

HU[3:0] 小时的个位

MNT[2:0] 分钟的十位

MNU[3:0] 分钟的个位

ST[2:0] 秒的十位

SU[3:0] 秒的个位

亚秒由 RTC 亚秒寄存器 (RTC_SSR)的值计算得到：

公式为：亚秒值 = ( PREDIV_S –SS[15:0] ) / ( PREDIV_S + 1 ) ，SS[15:0]是同步预分频器计数器的值，PREDIV_S 是同步预分频器的值。

日期包含的年月日可直接从 RTC 日期寄存器 (RTC_DR)中读取。

位名称 位说明

YT[1:0] 年份的十位

YU[3:0 年份的十位

WDU[2:0 星期几的个位，000：禁止，001：星期一，…，111：星期日

MT 月份的十位

MU 月份的个位

DT[1:0 日期的十位

DU[3:0 日期的个位

当应用程序读取日历寄存器时，默认是读取影子寄存器的内容，每隔两个 RTCCLK 周期，便将当前日历值复制到影子寄存器。

在停机和待机模式下不会执行复制操作。退出这两种模式 时，影子寄存器会在最长 2 个 RTCCLK 周期后进行更新。

我们也可以通过将 RTC_CR 寄存器的 BYPSHAD 控制位置 1 来直接访问日历寄存器，这样可避免等待同步的持续时间。

RTC_CLK 经过预分频器后，有一个 512HZ 的 CK_APRE 和 1 个 1HZ 的 CK_SPRE，这两个时钟可以成为校准的时钟输出 RTC_CALIB，RTC_CALIB 最终要输出则需映射到RTC_AF1 引脚，即 PC13 输出，用来对外部提供时钟。

具体功能实现代码在此。

4. 闹钟

RTC 有两个闹钟，闹钟 A 和闹钟 B，当 RTC 运行的时间跟预设的闹钟时间相同的时候，相应的标志位 ALRAF（在 RTC_ISR 寄存器中）和 ALRBF 会置 1。

如果使能了闹钟输出（由 RTC_CR 的 OSEL[0:1]位控制），则 ALRAF 和 ALRBF 会连接到闹钟输出引脚 RTC_ALARM，RTC_ALARM 最终连接到 RTC 的外部引脚 RTC_AF1（即 PC13），输出的极性由 RTC_CR 寄存器的 POL 位配置，可以是高电平或者低电平。

具体功能实现代码在此。

5. 周期性自动唤醒

周期性唤醒标志由 16 位可编程自动重载递减计数器生成。唤醒定时器范围可扩展至 17 位。可通过 RTC_CR 寄存器中的 WUTE 位来使能此唤醒功能。

唤醒定时器的时钟输入可以是：

2、4、8 或 16 分频的 RTC 时钟 (RTCCLK)。当 RTCCLK 为 LSE (32.768 kHz) 时，可配置的唤醒中断周期介于 122 μs 和 32 s 之间， 且分辨率低至 61 μs。

CK_SPRE（通常为 1 Hz 内部时钟）。当 CK_SPRE 频率为 1 Hz 时，可得到的唤醒时间为 1s 到 36h 左右，分辨率为 1 秒。

之后必须用软件清零 WUTF 标志。

如果已通过 RTC_CR 寄存器中的位 OSEL[0:1] 使能周期性唤醒标志，则该标志可连接到RTC_ALARM 输出。

系统复位以及低功耗模式（睡眠、停机和待机）对唤醒定时器没有任何影响。

具体功能实现代码在此。

6. 时间戳

时间戳即时间点的意思，就是某一个时刻的时间。时间戳复用功能 (RTC_TS) 可映射到 RTC_AF1 或 RTC_AF2。

当发生外部的入侵事件时，即发生时间戳事件时， RTC_ISR 寄存器中的时间戳标志位 (TSF) 将置 1，日历会保存到时间戳寄存器（ RTC_TSSSR、RTC_TSTR 和 RTC_TSDR）中。

时间戳往往用来记录危及时刻的时间，以供事后排查问题时查询。

7. 入侵检测

RTC 自带两个入侵检测引脚 RTC_AF1（PC13）和 RTC_AF2（PI8），这两个输入既可配置为边沿检测，也可配置为带过滤的电平检测。当发生入侵检测时，备份寄存器将被复位。

备份寄存器 (RTC_BKPxR) 包括 20 个 32 位寄存器，用于存储 80 字节的用户应用数据。这些寄存器在备份域中实现，可在 VDD 电源关闭时通过 VBAT 保持上电状态。备份寄存器不会在系统复位或电源复位时复位，也不会在器件从待机模式唤醒时复位。