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FRDM-KL25Z平台RTC模块应用举例

刘高

2015-1-9 10:37:18 2982

0 通常，RTC模块用来提供可靠的系统时间，包括时分秒和年月日等，其外围电路通常由一个高精度的32.768KHz晶体和一些电阻电容组成。飞思卡尔Kinetis家族MCU也同样包含RTC模块，但是同一家族不同的系列MCU的RTC模块内外部电路也不相同，其根本目的都在于产生一个32KHz的RTC时钟，如K60系列MCU，其RTC模块时钟的输入只能外部输入，但可以外接有源时钟信号或者无源晶振，而KL25系列MCU的RTC模块时钟输入选择如图1所示，可以来自外部有源时钟、外部系统晶振（振荡频率在32-40KHz之间）和内部PMC的LPO输出。飞思卡尔FRDM-KL25Z评估板以价格低、易学习的优点，在网友手中有比较大的保有量，所以在本应用中选用FRDM-KL25Z开发板作为验证RTC模块时钟功能的平台，方便大家学习。但是，使用FRDM-KL25Z开发板进行RTC模块功能验证的不足在于：1.系统外部EXTAL0和XTAL0之间连接晶振为8M，不能作为RTC时钟的输入；2.外部时钟输入RTC_CLKIN引脚没有板载有源时钟；那么除了采用PMC的LPO输出外，还能怎么获得32KHz的时钟呢？于是想到了MCG的内部32KHz的IRC时钟，那么下一步的就是考虑如何把这个时钟连接到RTC_CLKIN引脚呢，这也正是本实验的巧妙之处：它充分利用板载的资源，以尽可能少的外围连接验证RTC模块的计时功能。如图2所示，在飞思卡尔KL25Z的FRDM开发板上，RTC_CLKIN信号引脚被引出，在硬件上对应的引脚为PTC3/CLKOUT，MCGIRCLK信号引脚也被引出，在硬件上对应的引脚为PTC1/RTC_CLKIN，所以只需把这两个引脚通过导线连接起来，即可将内部32KHz的慢速IRC时钟输出到RTC模块的RTC_CLKIN引脚。图1 图2 这里介绍两种RTC模块配置的方法，分别是使用PE和不使用PE配置RTC模块，下面分别讨论，最后附上应用程序代码（硬件平台为FRDM-KL25Z评估板）。 1.使用Processor Expert软件完成RTC模块配置在建立一个带 PE 的空工程后，我们首先需要在 Component Inspector 设置 CPU 组件，设置如图 2 所示，步骤如下： 1.在Clock settings >RTC clock input项中，使能RTC时钟输入，设置Clock Frequency为32Khz，并选择PTC1作为RTC_CLKIN输入引脚； 2.在Clock Source Settings > Clock Source Setting 0 > Internal reference clock > MCGIRCLK source中，使能MCG内部时钟MCGIRCLK，选择系统内部IRC时钟源位Slow，即内部32Khz时钟； 3.在Clock Source Settings > Clock Source Setting 0 > External reference clock > ERCLK32K Clock Source中，设置RTC模块时钟输入源，选择RTC Clock Input； 4.在Internal peripherals > System Integration Module > CLKOUT pin control中，设置32Khz时钟输出到PTC3引脚作为CLKOUT；图2 在完成以上设置后，从PTC3引脚得到了一个输出的32K时钟，PTC1引脚作为RTC模块的时钟输入，MCG模块配置为PEE模式：PLL clock 96 MHz、Core Clock 48 MHz、Bus clock 24 MHz。下面就要对RTC模块进行配置了，设置如图3所示，步骤比较简单，只需配置Clock source为ERCLK32K即可。图3 完成以上步骤，点击Generate Processor Expert Code生成代码，然后再写入时间处理的应用代码即可，具体应用代码可以参见附件程序1。需要指出的是，在采用FRDM-KL25Z的OpenSDA调试过程中，串口接收终端波特率设置应为115200，调试结果如图4所示，每隔一秒更新一次输出结果。图4 2. RTC模块bare-metal程序配置对于一个非PE的应用，需要去自己直接操作寄存器完成相关的功能配置。同样，也需要完成两个方面的配置：对CPU的配置（主要是时钟的配置）和RTC模块的配置。对CPU的配置步骤如下： 1.使能内部参考时钟，选择内部32Khz慢速时钟作为OUTCLK输出时钟源； MCG_C1 \|= MCG_C1_IRCLKEN_MASK; MCG_C2 &= ~(MCG_C2_IRCS_MASK); 2.设置PTC1引脚的功能为RTC_CLKIN，并选择32 KHz时钟输入作为RTC模块时钟的输入源； PORTC_PCR1 \|= (PORT_PCR_MUX(0x1)); SIM_SOPT1 \|= SIM_SOPT1_OSC32KSEL(0b10); 3.设置PTC3引脚的功能为CLKOUT，并选择MCG内部32 KHz慢时钟输出到CLKOUT引脚 SIM_SOPT2 \|= SIM_SOPT2_CLKOUTSEL(0b100); PORTC_PCR3 \|= (PORT_PCR_MUX(0x5)); 同样，在完成CPU的配置后，还需要配置RTC模块，其中重要的是其秒中断的设置。 1.使能软件可触发中断； SIM_SCGC6 \|= SIM_SCGC6_RTC_MASK; 2.清除所有的RTC寄存器； RTC_CR = RTC_CR_SWR_MASK; RTC_CR &= ~RTC_CR_SWR_MASK; if (RTC_SR & RTC_SR_TIF_MASK) { RTC_TSR = 0x00000000; } 3.设置时间补偿参数，这个参数会根据应用的不同而不同； RTC_TCR = RTC_TCR_CIR(1) \| RTC_TCR_TCR(0xFF); 4.使能模块的秒中断； enable_irq(INT_RTC_Seconds - 16); RTC_IER \|= RTC_IER_TSIE_MASK; 5.启动时间计数器，并写秒寄存器； RTC_SR \|= RTC_SR_TCE_MASK; RTC_TSR = 0xFF; 完成以上工作后，还需要添加中断服务程序，编写应用程序，详细代码请参见附件2。同样，在调试过程中，串口接收终端波特率设置也应为115200，调试结果如图5所示，每隔一秒更新一次输出结果，只显示分和秒的值。图5 FRDM-KL25Z-RTC-TEST.ZIP(207.83 KB, 下载次数: 1 ) FRDM-KL25Z-PEx-RTC.ZIP(142.38 KB, 下载次数: 0 ) 0
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