STM32开发（十六）STM32F103 片内资源 —— 实时时钟RTC 详解

一、基础知识点

本实验通过stm32片内资源RTC实现实时时钟，通过数码管显示时间。设定闹钟，实现准点报时。
数码管相关知识点：
1、数码管 TM1620芯片手册 解析
2、数码管显示
RTC相关知识点：
1、RTC特点
（1）可编程的预分频系数：分频系数最高为2^20。
（2）32位的可编程计数器，可用于较长时间段的测量。
（3）2个分离的时钟：用于APB1接口的PCLK1和RTC时钟(RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟频率的四分之一以上)。
（4）可以选择以下三种RTC的时钟源：

• HSE时钟除以128
• LSE振荡器时钟；
• LSI振荡器时钟

（5）2个独立的复位类型：

• APB1接口由系统复位；
• RTC核心(预分频器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位。

（6）3个专门的可屏蔽中断:

• 闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。
• 秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号(最长可达1秒)。
• 溢出中断，指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态

2、RTC内部框图

灰色部分是后备区域，在设备断电后，可由纽扣电池供电。
后备区域包括（RTC时钟预分配器、计数器），这里注意的是闹钟，RTC溢出，秒中断在断电之后不起作用。

3、当断电之后CLK时钟是怎么产生的？ ———— LSE时钟（纽扣电池供电）

二、开发环境

1、硬件开发准备
主控：STM32F103ZET6
芯片内部RTC

2、软件开发准备
软件开发使用虚拟机 + VScode + STM32Cube 开发STM32，在虚拟机中直接完成编译下载。
该部分可参考：软件开发环境构建

三、STM32CubeMX相关配置

1、STM32CubeMX基本配置
本实验基于CubeMX详解构建基本框架 进行开发。

2、STM32CubeMX RTC相关配置
（1）时钟配置

（2）RTC参数配置

（3）中断开启并配置

四、Vscode代码讲解

1、RTC相关结构体定义以及初始化

typedef struct
{RTC_TimeTypeDef *pMyrtc_current_time;RTC_DateTypeDef *pMyrtc_current_date;void (*Myrtc_Set_Alarm_Time_Date)(void);              // 设置闹钟时间void (*Myrtc_Set_Current_Time_Date)(void);            // 设置当前时间和日期void (*Myrtc_Get_Current_Time_Date)(void);            // 获取当前时间和日期void (*Myrtc_Disp_Current_Time_Date)(void);            // 打印当前时间和日期
} Myrtc_t;extern Myrtc_t Myrtc;Myrtc_t Myrtc ={&RTC_TimeStruct_CurrentValue,&RTC_DateStruct_CurrentValue,Myrtc_Set_Alarm_Time_Date,        // 设置闹钟时间Myrtc_Set_Current_Time_Date,      // 设置当前时间和日期Myrtc_Get_Current_Time_Date,      // 获取当前时间和日期Myrtc_Disp_Current_Time_Date      // 数码管打印当前时间和日期
};

2、函数具体实现

（1）获取当前时间和日期

static void Myrtc_Get_Current_Time_Date(void)
{// 获取当前时间HAL_RTC_GetTime(&hrtc, Myrtc.pMyrtc_current_time, RTC_FORMAT_BIN);// 获取当前日期HAL_RTC_GetDate(&hrtc, Myrtc.pMyrtc_current_date, RTC_FORMAT_BIN);
}

（2）数码管打印当前时间和日期

static void Myrtc_Disp_Current_Time_Date(void)
{//串口打印日期printf("当前时间为: %02u年%02d月%02d日(星期%s)  ", 2000+Myrtc.pMyrtc_current_date->Year,Myrtc.pMyrtc_current_date->Month,Myrtc.pMyrtc_current_date->Date,Week_Str[Myrtc.pMyrtc_current_date->WeekDay]);//串口打印时间printf("%02u:%02u:%02u\\r\\n",Myrtc.pMyrtc_current_time->Hours,Myrtc.pMyrtc_current_time->Minutes,Myrtc.pMyrtc_current_time->Seconds);// 数码管显示Display.Disp(Disp_NUM_GRID1, Myrtc.pMyrtc_current_time->Hours/10, Disp_DP_OFF);Display.Disp(Disp_NUM_GRID2, Myrtc.pMyrtc_current_time->Hours%10, Disp_DP_ON);Display.Disp(Disp_NUM_GRID3, Myrtc.pMyrtc_current_time->Minutes/10, Disp_DP_OFF);Display.Disp(Disp_NUM_GRID4, Myrtc.pMyrtc_current_time->Minutes%10, Disp_DP_ON);Display.Disp(Disp_NUM_GRID5, Myrtc.pMyrtc_current_time->Seconds/10, Disp_DP_OFF);Display.Disp(Disp_NUM_GRID6, Myrtc.pMyrtc_current_time->Seconds%10, Disp_DP_ON);
}

（3）设置当前时间和日期

// 设置时间
static void Myrtc_Set_Current_Date(void)
{RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct_SetValue;uint8_t SetValue;printf("=========================DWB日期设置==================\\n");printf("请输入年份(00-99): 20\\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(99);}printf("年份被设置为:  20%02u\\n", SetValue);RTC_DateStruct_SetValue.Year = SetValue;getchar();printf("请输入月份(01-12):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(12);if(SetValue == 0x00){printf("月份不能设置为0,请重新输入月份:\\r\\n");SetValue = 0xFF;}}printf("月份被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_DateStruct_SetValue.Month = SetValue;getchar();printf("请输入日期(01-31):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(31);if(SetValue == 0x00){printf("日期不能设置为0,请重新输入日期:\\r\\n");    SetValue = 0xFF;}}printf("日期被设置为:  %02u\\r\\n", SetValue);RTC_DateStruct_SetValue.Date = SetValue;getchar();//设置日期HAL_RTC_SetDate(&hrtc,&RTC_DateStruct_SetValue,RTC_FORMAT_BIN);
}// 设置日历
static void Myrtc_Set_Current_Time(void)
{RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct_SetValue;uint8_t SetValue;printf("=========================DWB时间设置==================\\n");printf("请输入时钟(00-23):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(23);}printf("时钟被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_TimeStruct_SetValue.Hours = SetValue;getchar();printf("请输入分钟(00-59):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(59);}printf("分钟被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_TimeStruct_SetValue.Minutes = SetValue;getchar();printf("请输入秒钟(00-59):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(59);}printf("秒钟被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_TimeStruct_SetValue.Seconds = SetValue;getchar();//设置时间HAL_RTC_SetTime(&hrtc,&RTC_TimeStruct_SetValue,RTC_FORMAT_BIN);
}static void Myrtc_Set_Current_Time_Date(void)
{Myrtc_Set_Current_Date();Myrtc_Set_Current_Time();
}

（4）设置闹钟时间

// 设置闹钟
static void Myrtc_Set_Alarm_Time_Date(void)
{RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStruct_SetValue;uint8_t SetValue;printf("=========================DWB闹钟时间设置==================\\n");printf("请输入时钟(00-23):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(23);}printf("时钟被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_AlarmStruct_SetValue.AlarmTime.Hours = SetValue;getchar();printf("请输入分钟(00-59):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(59);}printf("分钟被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_AlarmStruct_SetValue.AlarmTime.Minutes = SetValue;getchar();printf("请输入秒钟(00-59):  \\n");SetValue = 0xFF;while (SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(59);}printf("秒钟被设置为:  %02u\\n", SetValue);RTC_AlarmStruct_SetValue.AlarmTime.Seconds = SetValue;getchar();HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &RTC_AlarmStruct_SetValue, RTC_FORMAT_BIN);
}

五、结果演示

串口显示乱码解决方案

现象：实验过程中出现与串口通讯中文乱码现象，如下图所示

原因： vscode 编写代码默认是以UTF-8格式编写的，但是SSCOM串口工具是以GBK格式显示的。
因此代码里的需要在串口中显示的中文，会以UTF-8的形式编码。由于SSCOM串口工具只能用GBK格式译码显示，则出现乱码现象。

解决方案：
在编写代码的时候用GBK格式编写，这样就和SSCOM译码格式相符合