1、準(zhǔn)備材料

開發(fā)板（正點原子stm32f407探索者開發(fā)板V2.4）

STM32CubeMX軟件（Version 6.10.0）

keil μVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驅(qū)動

野火DAP仿真器

XCOM V2.6串口助手

2、實驗?zāi)繕?biāo)

使用STM32CubeMX軟件配置STM32F407開發(fā)板實現(xiàn)RTC周期喚醒、鬧鐘A/B事件功能，具體為在周期喚醒時利用串口輸出當(dāng)前RTC記錄時間，當(dāng)鬧鐘A/B事件發(fā)生時利用串口輸出鬧鐘A/B事件發(fā)生提示

3、實驗流程

3.0、前提知識

RTC的時鐘可以由外部低速時鐘LSE、外部高速時鐘HSE經(jīng)過2-31分頻和內(nèi)部RC振蕩LSI三種時鐘來源提供，但是一般我們都選擇使用32.768kHz的LSE作為RTC的時鐘源，因為32.768kHz的時鐘頻率可以經(jīng)過128次分頻，然后再經(jīng)過256次分頻得到一個較為精確的1Hz信號，此信號1s脈動一次，可以方便的用于更新日歷，如下圖所示 （注釋1）

另外RTC還有兩個可編程的鬧鐘A/B，如果設(shè)置了鬧鐘A/B的時間，則鬧鐘A/B設(shè)定時間會和當(dāng)前日歷時間對比，如果時間相等，會產(chǎn)生ALRA/BF事件

周期喚醒可以使用RTC內(nèi)部一個16位喚醒自動重載寄存器來實現(xiàn)，周期喚醒的時鐘信號可以來自于更新日歷的1Hz（ck_spre）信號，也可以使用RTC時鐘的2/4/8/16分頻后的時鐘，設(shè)置該自動重載寄存器的值，根據(jù)時鐘頻率向上計數(shù)，當(dāng)計數(shù)溢出時發(fā)生周期喚醒事件

鬧鐘A/B，周期喚醒產(chǎn)生的 ALRAF、 ALRBF和WUTF事件均可以輸出到復(fù)用引腳RTC_AF1（PC13）

STM32F407的RTC還有20個32位的備份寄存器，其名字從RTC_BKP_DR0到RTC_BKP_DR19，定義在stm32f4xx_hal_rtc_ex.h文件中，RTC和備份寄存器均由單片機(jī)的備用電源VBAT提供，主電源VDD/VDDA斷開不影響備份寄存器內(nèi)容存儲及RTC的正常運(yùn)行

3.1、CubeMX相關(guān)配置

3.1.0、工程基本配置

打開STM32CubeMX軟件，單擊ACCESS TO MCU SELECTOR選擇開發(fā)板MCU（選擇你使用開發(fā)板的主控MCU型號），選中MCU型號后單擊頁面右上角Start Project開始工程，具體如下圖所示

開始工程之后在配置主頁面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具體如下圖所示

詳細(xì)工程建立內(nèi)容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1 、時鐘樹配置

本文實驗中RTC時鐘信號源選擇為外部32.768kHz的低速時鐘LSE，首先需要在Pinout & Configuration頁面左邊System Core/RCC中將原來Disable狀態(tài)的Low Speed Clock(LSE)選擇為Crystal/Ceramic Resonator，表示外部低速時鐘LSE由32.768kHz的晶振提供，如下圖所示

然后還是在這個頁面，在Timers/RTC中單擊Activate Clock Source，激活時鐘源之后才可以對Clock Configuration頁面的時鐘修改，如下圖所示

最后在Clock Configuration頁面將輸出到RTC時鐘的時鐘源選擇為LSE，此時就已經(jīng)配置好了RTC的輸入時鐘為32.768kHz的LSE，如下圖所示

3.1.2、外設(shè)參數(shù)配置

本實驗需要需要初始化USART1作為信息輸出渠道，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程9 USART/UART 異步通信”

單擊Pinout & Configuration頁面左邊Timers/RTC，在該頁面中間單擊Activate Calendar激活日歷

這里Alarm A、Alarm B和WakeUp均有Disable、Internal Alarm/WakeUp 和 Routed to AF1三個選項，分別表示不使用、單純內(nèi)部使用和輸出到復(fù)用引腳AF1（PC13）

注意由于AF1只有一個所以一旦某一個選擇輸出到了復(fù)用引腳AF1，其他便不可以設(shè)置，具體配置如下圖所示

然后對啟用的日歷、Alarm A、Alarm B和WakeUp參數(shù)做不同的配置，這里比較通俗易懂，具體配置請看下圖

3.1.3 、外設(shè)中斷配置

在Pinout & Configuration頁面左邊System Core/NVIC中勾選鬧鐘A/B中斷及周期喚醒中斷，然后選擇合適的中斷優(yōu)先級即可，另外串口中斷可以不打開，本節(jié)實驗輸出采用阻塞傳輸數(shù)據(jù)的方式輸出RTC時間

3.2、生成代碼

3.2.0、配置Project Manager頁面

單擊進(jìn)入Project Manager頁面，在左邊Project分欄中修改工程名稱、工程目錄和工具鏈，然后在Code Generator中勾選“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后單擊頁面右上角GENERATE CODE生成工程，具體如下圖所示

詳細(xì)Project Manager配置內(nèi)容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實驗3.4.3小節(jié)

3.2.1、外設(shè)初始化函數(shù)調(diào)用流程

主函數(shù)中調(diào)用MX_RTC_Init()函數(shù)對RTC基本參數(shù)及日歷時間、日歷日期、鬧鐘A定時時間、鬧鐘B定時時間和周期喚醒等參數(shù)初始化/使能

在初始化RTC的函數(shù)HAL_RTC_Init()中調(diào)用了HAL_RTC_MspInit()函數(shù)完成了對RTC時鐘使能，NVIC使能，NVIC優(yōu)先級設(shè)置

如下圖所示為上述的函數(shù)調(diào)用流程

3.2.2、外設(shè)中斷函數(shù)調(diào)用流程

在stm32f4xx_it.c文件中新增了周期喚醒中斷服務(wù)函數(shù)RTC_WKUP_IRQHandler()

在該RTC_WKUP_IRQHandler()函數(shù)中調(diào)用了HAL_RTCEx_WakeUpTimerIRQHandler()函數(shù)處理周期回調(diào)事件

最終調(diào)用了虛函數(shù)HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback()，該函數(shù)需要用戶重新實現(xiàn)

如下圖所示為周期喚醒中斷函數(shù)調(diào)用流程

同時在stm32f4xx_it.c文件中新增了RTC鬧鐘A/B事件中斷服務(wù)函數(shù)RTC_Alarm_IRQHandler()

在該RTC_Alarm_IRQHandler()函數(shù)中調(diào)用了HAL_RTC_AlarmIRQHandler()函數(shù)處理鬧鐘A/B事件

最后在該函數(shù)中調(diào)用了虛函數(shù)HAL_RTC_AlarmAEventCallback()處理鬧鐘A事件，調(diào)用虛函數(shù)HAL_RTCEx_AlarmBEventCallback()處理鬧鐘B事件

如下圖所示為RTC鬧鐘A/B事件中斷函數(shù)調(diào)用流程

3.2.3、添加其他必要代碼

重新實現(xiàn)周期喚醒中斷回調(diào)函數(shù)HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback()在rtc.c中，具體實現(xiàn)代碼如下圖所示

源代碼如下

/*周期喚醒回調(diào)函數(shù)*/
void HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    RTC_TimeTypeDef sTime;
    RTC_DateTypeDef sDate;
    if(HAL_RTC_GetTime(hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) == HAL_OK)
    {
        HAL_RTC_GetDate(hrtc, &sDate,  RTC_FORMAT_BIN);
        char str[22];
        sprintf(str,"RTC Time= %2d:%2d:%2d\r\n",sTime.Hours,sTime.Minutes,sTime.Seconds);
        printf("%s", str);
    }
    HAL_GPIO_TogglePin(RED_LED_GPIO_Port,RED_LED_Pin);
}

重新實現(xiàn)鬧鐘A/B事件中斷回調(diào)函數(shù)HAL_RTC_AlarmAEventCallback()和HAL_RTCEx_AlarmBEventCallback()在rtc.c中，具體代碼如下所示

源代碼如下

/*鬧鐘A事件回調(diào)函數(shù)*/
void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    char infoA[]="Alarm A(xx:xx:15) trigger: \r\n";
    printf("%s", infoA);
    HAL_GPIO_TogglePin(GREEN_LED_GPIO_Port,GREEN_LED_Pin);
}
 
/*鬧鐘B事件回調(diào)函數(shù)*/
void HAL_RTCEx_AlarmBEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    char infoB[]="Alarm B(xx:0:30) trigger: \r\n";
    printf("%s", infoB);
    HAL_GPIO_TogglePin(GREEN_LED_GPIO_Port,GREEN_LED_Pin);
}

此時的代碼可以正常運(yùn)行，但存在一個問題，復(fù)位后重新執(zhí)行RTC初始化函數(shù)會對RTC時間強(qiáng)制初始化為0：0：0，日期也會強(qiáng)制初始化，而我們想要設(shè)定的是當(dāng)我們需要其初始化時就初始化，當(dāng)一次初始化完畢之后，我不希望每次單片機(jī)復(fù)位時重新初始化

因此我們可以通過上述介紹的備份寄存器修復(fù)此BUG，我們在RTC通用初始化結(jié)束之后，RTC日期和時間初始化之前處，添加判斷RTC備份寄存器是否已被寫入1來決定是否需要初始化時間和日期，如果已被寫入1，則表示之前已完成日期和時間初始化，不需要再次重新初始化，因此啟動周期喚醒后直接退出函數(shù)，如下圖代碼所示

源代碼如下

//讀取備份寄存R0
uint32_t iniRTC=HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, RTC_BKP_DR0);	
//非零
if((iniRTC & 0x01))  
{
    //使能周期喚醒
    if(HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&hrtc, 0, RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS) != HAL_OK)
        Error_Handler();
 
    //提前退出函數(shù),不初始化時間和日期
    return;  
}

何時改變/寫入RTC備份寄存器中的值呢？

這里筆者使用按鍵來控制，當(dāng)按下WK_UP按鍵時，就翻轉(zhuǎn)備份寄存器RTC_BKP_DR0中存儲的值，也就是說按下一次WK_UP按鍵，備份寄存器RTC_BKP_DR0中的值會在0/1之間改變，如下圖所示為主循環(huán)中的按鍵掃描程序

源代碼如下

uint32_t iniRTC = HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc,RTC_BKP_DR0);
iniRTC = !iniRTC;
 
if(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin) == 1)
{
    HAL_Delay(50);
    if(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin) == 1)
    {
        HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc,RTC_BKP_DR0, iniRTC);
        printf("Write RTC_BKP_DR0 %d\r\n", iniRTC);
        while(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin));
    }
}

4、常用函數(shù)

/*RTC周期回調(diào)中斷服務(wù)函數(shù)*/
void HAL_RTCEx_WakeUpTimerEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
 
/*RTC鬧鐘A中斷服務(wù)函數(shù)*/
void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
 
/*RTC鬧鐘B中斷服務(wù)函數(shù)*/
void HAL_RTCEx_AlarmBEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
 
/*查詢RTC時間*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format)
 
/*查詢RTC日期*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)
 
/*讀RTC備份寄存器的值*/
uint32_t HAL_RTCEx_BKUPRead(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister)
 
/*寫RTC備份寄存器的值*/
void HAL_RTCEx_BKUPWrite(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister, uint32_t Data)

5、燒錄驗證

燒錄程序，通過串口助手觀察串口輸出信息，每隔1秒，串口助手收到開發(fā)板傳來的RTC時間信息，并且紅色LED每一秒狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次

當(dāng)時間到達(dá)0：0：15時，鬧鐘A觸發(fā)，此時綠色LED燈狀態(tài)翻轉(zhuǎn)被點亮

隨著時間繼續(xù)流逝，當(dāng)時間到達(dá)0：0：30時，鬧鐘B觸發(fā)，此時此時綠色LED燈狀態(tài)翻轉(zhuǎn)被熄滅

此后每分鐘的第15秒鬧鐘A會觸發(fā)一次，每小時的0分30秒鬧鐘B會觸發(fā)一次，具體串口輸出信息如下圖所示

按下WK_UP按鍵可以翻轉(zhuǎn)備份寄存器RTC_BKP_DR0內(nèi)存儲的值，當(dāng)備份寄存器RTC_BKP_DR0的值為1時，復(fù)位之后RTC的時間不會重置為0；

而當(dāng)備份寄存器RTC_BKP_DR0的值為0時，復(fù)位之后RTC的時間會被重新初始化為0：0：0，串口輸出信息如下圖所示

為什么上圖中RTC時間為0：0：15時刻的鬧鐘A沒有響應(yīng)？

這是因為備份寄存器RTC_BKP_DR0的值為1時，我們在MX_RTC_Init初始化函數(shù)中初始化完畢RTC之后直接啟動了周期喚醒然后整個函數(shù)就退出了，并沒有對RTC的鬧鐘A/B進(jìn)行初始化，如果你想兼顧兩者功能，也可以編寫程序不直接退出，而是繞過RTC時間和日期賦初值的代碼，然后執(zhí)行RTC的鬧鐘A/B的初始化

6、注釋詳解

注釋1：圖片來源STM32F4xx中文參考手冊 RM0090

參考資料

STM32Cube高效開發(fā)教程（基礎(chǔ)篇）文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-777170.html

到了這里，關(guān)于STM32CubeMX教程10 RTC 實時時鐘 - 周期喚醒、鬧鐘A/B事件和備份寄存器的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！