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电子说
实时时钟(RTC)是一个专用的计数器 / 定时器,可提供日历信息,包括小时、分钟、秒、日、月份、年份以及星期。RTC 具有两个独立闹钟,时间、日期可组合设定,可产生闹钟中断,并通过引脚输出;支持时间戳功能,可通过引脚触发,记录当前的日期和时间,同时产生时间戳中断;支持周期中断;支持自动唤醒功能,可产生中断并通过引脚输出;支持1Hz 方波和RTCOUT 输出功能;支持内部时钟校准补偿。
CW32L083 内置经独立校准的 32kHz 频率的 RC 时钟源,为 RTC 提供驱动时钟,RTC 可在深度休眠模式下运行, 适用于要求低功耗的应用场合。
RTC功能框图
RTC 时钟源RTCCLK 通过CR1寄存器进行选择,可选源为LSE、LSI和 HSE分频时钟。
主要功能
实时时钟 (RTC) 主要由专用的高精度 RTC 定时器组成,时钟源可选择外部低速时钟 LSE 或内部低速时钟 LSI,当选择外部高速时钟 HSE 时,因精度受限只能用作一般定时 / 计数器。
时间寄存器 RTC_TIME 和日期寄存器 RTC_DATE,以 BCD 码格式分别记录当前的时间和日期值,在对其写入时会自动进行合法性检查,任何非法的时间或日期值将不能被写入,如 32 日、2A 时、61 秒、13 月等。
日期寄存器 RTC_DATE 中,YEAR 位域表示年,有效值 0 ~ 99;MONTH 位域表示月,有效值 1 ~ 12;DAY 位域表 示日,有效值 1 ~ 31;WEEK 位域表示星期,有效值 0 ~ 6,其中 0 表示星期日,1 ~ 6 表示星期一至星期六。
时间寄存器 RTC_TIME 中,SECOND 位域表示秒,有效值 0 ~ 59;MINUTE 位域表示分,有效值 0 ~ 59;HOUR 位域代表小时,有效值为 1 ~ 12 或 0 ~ 23;HOUR 位域的最高位代表 AM/PM(上午 / 下午):- ‘0’表示 AM - ‘1’表示 PM HOUR。控制寄存器 RTC_CR0 的 H24 位域用于选择 12 或 24 小时制:• H24 为‘1’时,选择 24 时制 • H24 为‘0’时,选择 12 时制。HOUR位域值含义详细见下表:
其他功能
1.闹钟 A 和闹钟 B
RTC 支持 2 个独立闹钟(闹钟 A 和闹钟 B),可在一周内任意时刻产生闹钟事件,并产生闹钟中断,同时将闹钟匹配事件通过外部 RTC_OUT 引脚输出。设置控制寄存器 RTC_CR2 的 ALARMAEN 和 ALARMBEN 位域为 1,可分别单独使能闹钟 A 和闹钟 B。通过设置闹钟 A、B 控制寄存器(RTC_ALARMA 和 RTC_ALARMB)的时、分、秒匹配控制位 HOUREN、 MINUTEEN、SECONDEN 和时、分、秒计数值 HOUR、MINUTE、SECOND,可设定闹钟在‘xx 时 xx 分 xx 秒’, 或‘xx 分 xx 秒’或‘xx 时 xx 分’或‘xx 时’等多种组合产生闹钟事件;闹钟星期使能控制位 WEEKMASK,可选择一周中的任意一天产生闹钟事件,bit0 代表星期日,bit1 ~ 6 代表星期一至星期六。采用 12 或 24 小时制,闹钟控制寄存器 RTC_ALARMx(x = A, B) 的设置值可能不同,示例如下表:
2.周期中断功能:RTC 内置周期中断模块,可产生固定周期的中断信号。
3.自动唤醒功能
自动唤醒定时器是一个 16 位可编程自动重载减法计数器,计数时钟源为RTCCLK或者RTC1HZ时钟。定时范围为:61μs ~ 145h。当计数器溢出时,可产生自动唤醒中断,并将溢出标志通过 RTC_OUT 引脚输出。设置控制寄存器 RTC_CR2 的 AWTEN 位域为 1 使能自动唤醒功能,该功能专为低功耗应用场合而设计,可工作于 MCU 的全部工作模式。
自动唤醒定时器计数周期由计数时钟源和重载寄存器 RTC_AWTARR 决定,定时时长计算公式为:自动唤醒定时器定时周期 =(RTC_AWTARR+1)/ 唤醒定时器计数时钟频率 最短定时:( 0+1 ) / 16384Hz = 61μs 最长定时:(65535+1) / 0.125Hz = 524288s = 8738min ≈ 145.63h 通过 RTC 中断使能寄存器 RTC_IER 的 AWTIMER 位域,可选择自动唤醒定时器溢出时是否产生中断请求。
4.时间戳功能
RTC 支持时间戳功能,即通过 RTC_TAMP 引脚触发,将当前时间和日期分别保存到时间戳日期寄存器 RTC_TAMPDATE 和时间戳时间寄存器 RTC_TAMPTIM,同时可产生时间戳中断。控制寄存器 RTC_CR2 的 TAMPEDGE 位域用来选择触发时间戳的信号是上升沿还是下降沿有效,RTC_CR2 寄存 器的 TAMPEN 位域用于使能时间戳功能。用户可灵活选择触发引脚 RTC_TAMP,并需配置该引脚为数字输入和复用功能,具体 RTC_TAMP 引脚请参考数据手册引脚定义。当发生时间戳事件时,时间戳事件标志位 RTC_ISR.TAMP 会被置 1,如果设置了时间戳中断使能位 RTC_IER.TAMP 为 1,将产生中断请求。如果发生第一次时间戳事件后,未通过软件清除 RTC_ISR.TAMP 标志位,又产生了第二次时间戳事件,时间戳溢出标志位 RTC_ISR.TAMPOV 会被置 1,如果设置了时间戳溢出中断使能位 RTC_IER.TAMPOV 为 1,将产生中断请求。
实际例程操作——RTC初始化,日期时间读取,间隔中断,闹钟设置
1.系统时钟初始化设置
void RCC_Configuration(void) { RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6); //设置系统时钟为8M RCC_LSE_Enable(RCC_LSE_MODE_OSC, RCC_LSE_AMP_NORMAL, RCC_LSE_DRIVER_NORMAL); // 打开LSE时钟,作为RTC的计数时钟 RCC_APBPeriphClk_Enable1(RCC_APB1_PERIPH_RTC, ENABLE); //打开RTC模块工作时钟 }
2.配置输出时间所需GPIO口以及串口UART配置
void LogInit(void) { SerialInit(LOG_SERIAL_BPS); } static void SerialInit(uint32_t BaudRate) { uint32_t PCLK_Freq; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0}; PCLK_Freq = SystemCoreClock >> pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.HCLKPRS]; PCLK_Freq >>= pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.PCLKPRS]; // 调试串口使用UART5// PB8->TX// PB9<-RX// 时钟使能 __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); __RCC_UART5_CLK_ENABLE(); // 先设置UART TX RX 复用,后设置GPIO的属性,避免口线上出现毛刺 PB08_AFx_UART5TXD(); PB09_AFx_UART5RXD(); PIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_8; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(CW_GPIOB, GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_9; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_Init(CW_GPIOB, GPIO_InitStructure); UART_InitStructure.UART_BaudRate = BaudRate;// 波特率 UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16;// 采样方式 UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK;// 传输时钟源UCLK UART_InitStructure.UART_UclkFreq = PCLK_Freq;// 传输时钟UCLK频率 UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE;// 起始位判定方式 UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;// 停止位长度 UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;// 校验方式 UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控 UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx; // 发送/接收使能 UART_Init(CW_UART5, UART_InitStructure); }
3.设置输出时间日期格式
void ShowTime(void) { RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct = {0}; RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct = {0}; static uint8_t *WeekdayStr[7]= {"SUN","MON","TUE","WED","THU","FRI","SAT"}; static uint8_t *H12AMPMStr[2][2]= {{"AM","PM"},{"",""}}; RTC_GetDate( RTC_DateStruct);// 取用当前日期,BCD格式 RTC_GetTime( RTC_TimeStruct);// 获取当前时间,BCD格式 printf(".Date is 20%02x/%02x/%02x(%s).Time is %02x%s:%02x:%02xrn", RTC_DateStruct.Year, RTC_DateStruct.Month, RTC_DateStruct.Day, WeekdayStr[RTC_DateStruct.Week], RTC_TimeStruct.Hour, H12AMPMStr[RTC_TimeStruct.H24][RTC_TimeStruct.AMPM],RTC_TimeStruct.Minute, RTC_TimeStruct.Second);//串口打印数据 } Void RTC_GetDate(RTC_DateTypeDef* RTC_Date) { uint32_t RegTmp = 0; RegTmp = CW_RTC->DATE; while (RegTmp != CW_RTC->DATE) { RegTmp = CW_RTC->DATE; // 连续两次读取的内容一致,认为读取成功 } RTC_Date->Day = (uint8_t)(RegTmp RTC_DATE_DAY_Msk); RTC_Date->Month = (uint8_t)((RegTmp RTC_DATE_MONTH_Msk) >> 8); RTC_Date->Year = (uint8_t)((RegTmp RTC_DATE_YEAR_Msk) >> 16); RTC_Date->Week = (uint8_t)((RegTmp RTC_DATE_WEEK_Msk) >> 24); } Void RTC_GetTime(RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct) { uint32_t RegTmp = 0; RTC_TimeStruct->H24 = CW_RTC->CR0_f.H24; // 读CR0是否需要连读两次,待硬件检测 RegTmp = CW_RTC->TIME; while (RegTmp != CW_RTC->TIME) { RegTmp = CW_RTC->TIME; // 连续两次读取的内容一致,认为读取成功 } RTC_TimeStruct->Hour = (uint8_t)((RegTmp RTC_TIME_HOUR_Msk) >> 16); RTC_TimeStruct->Minute = (uint8_t)((RegTmp RTC_TIME_MINUTE_Msk) >> 8); RTC_TimeStruct->Second = (uint8_t)(RegTmp RTC_TIME_SECOND_Msk); if (RTC_TimeStruct->H24 == RTC_HOUR12) { RTC_TimeStruct->AMPM = RTC_TimeStruct->Hour >> 5; RTC_TimeStruct->Hour = 0x1f; } }
4.RTC模块初始化,ErrorStatus 返回值为SUCCESS或ERROR
ErrorStatus RTC_Init(RTC_InitTypeDef* RTC_InitStruct) { CW_SYSCTRL->APBEN1_f.RTC = 1; // 启动RTC外设时钟,使能RTC模块 if ((RCC_GetAllRstFlag() SYSCTRL_RESETFLAG_POR_Msk) != RCC_FLAG_PORRST) //不是上电复位,直接退出 { RCC_ClearRstFlag(RCC_FLAG_ALLRST); return SUCCESS; } RTC_Cmd(DISABLE); // 停止RTC,保证正确访问RTC寄存器 RTC_SetClockSource(RTC_InitStruct->RTC_ClockSource); // 设置RTC时钟源, 用户需首先启动RTC时钟源!!! RTC_SetDate( RTC_InitStruct->DateStruct);// 设置日期,DAY、MONTH、YEAR必须为BCD方,星期为0~6,代表星期日,星期一至星期六 RTC_SetTime( RTC_InitStruct->TimeStruct); //时间,HOUR、MINIUTE、SECOND必须为BCD方式,用户须保证HOUR、AMPM、H24之间的关联正确性 RTC_Cmd(ENABLE); RCC_ClearRstFlag(RCC_FLAG_ALLRST); return SUCCESS; }
5.RTC周期中断时间设置
int RTC_SetInterval(uint8_t Period) { uint16_t timeout = 0xffff; RTC_UNLOCK(); if (IS_RTC_START()) // 如果RTC正在运行,则使用WINDOWS、ACCESS访问 { CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 1; while ((!CW_RTC->CR1_f.WINDOW) timeout--); if (timeout == 0) return 1; } CW_RTC->CR0_f.INTERVAL = Period; CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 0; RTC_LOCK(); return 0; }
6.设置时钟中断使能
int RTC_ITConfig(uint32_t RTC_IT, FunctionalState NewState) { uint16_t timeout = 0xffff; RTC_UNLOCK(); CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 1; while ((!CW_RTC->CR1_f.WINDOW) timeout--); if (timeout == 0) return 1; if (!NewState) { CW_RTC->IER = ~RTC_IT; } else { CW_RTC->IER |= RTC_IT; } CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 0; RTC_LOCK(); return 0; } void RTC_IRQHandlerCallBack(void) { if (RTC_GetITState(RTC_IT_ALARMA)) { RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALARMA); printf("*********Alarm!!!!rn"); } if (RTC_GetITState(RTC_IT_INTERVAL)) { RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_INTERVAL); ShowTime(); } void NVIC_Configuration(void) { __disable_irq(); NVIC_EnableIRQ(RTC_IRQn); __enable_irq(); }
7.RTC时钟测试,初始化日历,使用间隔中断0.5秒通过Log输出日期时间
int32_t main(void) { RTC_InitTypeDef RTC_InitStruct = {0}; RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStruct = {0}; /*系统时钟配置*/ RCC_Configuration(); /* GPIO 口配置*/ GPIO_Configuration(); LogInit();//配置输出时间所需GPIO口以及串口UART配置 printf("RTC Init...rn"); printf(" (RTC CR0:%04x,CR1:%04x,CR2:%04x,RESET FLAG:0x%08x)rn",CW_RTC- >CR0,CW_RTC->CR1,CW_RTC->CR2,CW_SYSCTRL->RESETFLAG); RCC_LSE_Enable(RCC_LSE_MODE_OSC, RCC_LSE_AMP_NORMAL, RCC_LSE_DRIVER_NORMAL); // 选择LSE为RTC时钟 RTC_InitStruct.DateStruct.Day = 0x21; //日 RTC_InitStruct.DateStruct.Month = RTC_Month_June;//月 RTC_InitStruct.DateStruct.Week = RTC_Weekday_Monday;//星期 RTC_InitStruct.DateStruct.Year = 0x21; //年 //设置日期,DAY、MONTH、YEAR必须为BCD方式,星期为0~6,代表星期日,星期一至星期六 printf("-------Set Date as 20%x/%x/%xrn", RTC_InitStruct.DateStruct.Year,RTC_InitStruct.DateStruct.Month,RTC_InitStruct.DateStruct.Day); //打印日期 RTC_InitStruct.TimeStruct.Hour = 0x11; //时 RTC_InitStruct.TimeStruct.Minute = 0x58;//分 RTC_InitStruct.TimeStruct.Second = 0x59;//秒 RTC_InitStruct.TimeStruct.AMPM = 0; RTC_InitStruct.TimeStruct.H24 = 0; //采用12小时设置 //设置时间,HOUR、MINIUTE、SECOND必须为BCD方式,用户须保证HOUR、AMPM、H24之间的关联正确性 printf("-------Set Time as %02x:%02x:%02xrn", RTC_InitStruct.TimeStruct.Hour,RTC_InitStruct.TimeStruct.Minute,RTC_InitStruct.TimeStruct.Second);//打印时间 RTC_InitStruct.RTC_ClockSource = RTC_RTCCLK_FROM_LSE; RTC_Init( RTC_InitStruct); // RTC模块初始化, 用户需选定需要使用的时钟源 printf("=====Set interval period as 0.5s...rn"); RTC_SetInterval(RTC_INTERVAL_EVERY_0_5S); //闹钟为工作日上午的6:45 RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_WeekMON | RTC_AlarmMask_WeekTUE | RTC_AlarmMask_WeekWED | RTC_AlarmMask_WeekTHU |RTC_AlarmMask_WeekFRI; //设定时间为周一到周五 RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime.Hour = 6; RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime.Minute = 0x45; RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime.Second = 0; RTC_SetAlarm(RTC_Alarm_A, RTC_AlarmStruct); // 设置闹钟,BCD格式 RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, ENABLE);//使能闹钟 printf("=====Enable ALRAMA and INTERVAL IT...rn"); RTC_ITConfig(RTC_IT_ALARMA | RTC_IT_INTERVAL, ENABLE); //设置中断使能 While(1){} }
8.通过UART串口验证RTC工作正常
以上是CW32L083单片机的RTC设置时间及闹钟部分的介绍,CW32其他型号亦可参考此篇文档。有关芯片购买事宜,请咨询武汉芯源的销售和官方代理商。
来源:武汉芯源半导体
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审核编辑 黄宇
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