学习目标

  1. 理解原理图RTC设计部分
  2. 掌握初始化RTC
  3. 掌握设置时间

  4. 掌握读取时间

    学习内容

    RTC原理图

    078.png

    RTC结构框图

    077.png

    RTC时钟

    开发流程

  5. 加载依赖。gd32f4xx_rtc.c,gd32f4xx_pmu.c

  6. 初始化RTC。
  7. 时钟配置。
  8. 获取时钟。

    RTC初始化

    1. // 电池管理加载
    2. rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
    3. pmu_backup_write_enable();
    4. // 晶振加载
    5. rcu_osci_on(RCU_LXTAL);
    6. rcu_osci_stab_wait(RCU_LXTAL);
    7. rcu_rtc_clock_config(RCU_RTCSRC_LXTAL);
    8. // RTC功能加载
    9. rcu_periph_clock_enable(RCU_RTC);
    10. rtc_register_sync_wait();
  • RTC电源供应为外部独立电路，需要加载电源管理，打开rtc电源供应。
  • RTC的时钟晶振为外部，需要加载外部晶振。
  • 加载完成过程，需要等待同步。

    时钟配置

    ```c rtc_parameter_struct rps; rps.year = 0x23; rps.month = 0x04; rps.date = 0x20; rps.day_of_week = 0x04; rps.hour = 0x23; rps.minute = 0x59; rps.second = 0x55; rps.display_format = RTC_24HOUR; rps.am_pm = RTC_AM; rps.factor_asyn = 0x7F; rps.factor_syn = 0xFF;

rtc_init(&rps);

  1. ![213.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2023/png/27903758/1692658785345-5f8a3670-4228-4b9c-a4ab-a1a5a5e23866.png#averageHue=%23faf8f7&clientId=u2ce1441f-b6f6-4&from=ui&id=ue6ecd29e&originHeight=313&originWidth=966&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=72919&status=done&style=none&taskId=u50947e4d-b54b-40bf-9198-68061f1bb09&title=)<br />1 = 32.768k/(asyn + 1)/(syn + 1)
  3. - asyn取值范围为0到0x7F
  4. - syn取值范围为0到0x07FF
  5. <a name="YsGfY"></a>
  6. #### 时钟获取
  7. ```c
  8. rtc_parameter_struct rps;
  9. rtc_current_time_get(&rps);
  11. uint16_t year = READ_BCD(rps.year) + 2000;
  12. uint8_t month = READ_BCD(rps.month);
  13. uint8_t date = READ_BCD(rps.date);
  14. uint8_t week = READ_BCD(rps.day_of_week);
  15. uint8_t hour = READ_BCD(rps.hour);
  16. uint8_t minute = READ_BCD(rps.minute);
  17. uint8_t second = READ_BCD(rps.second);
  19. printf("%d-%d-%d %d %d:%d:%d\r\n", year, month, date, week, hour, minute, second);

BCD格式转化

BCD（Binary-Coded Decimal，二进制编码十进制）是一种用于表示十进制数字的二进制编码形式。在RTC（实时时钟）等应用中，BCD格式常用于存储和显示日期和时间信息。它的主要特点是每个十进制数位都被编码成4位二进制数。
在BCD格式中，一个十进制数的每一位被表示为4位二进制数，其中每个二进制数位都对应一个十进制数位。例如：

  • 十进制数 0 用BCD表示为 0000。
  • 十进制数 1 用BCD表示为 0001。
  • 十进制数 9 用BCD表示为 1001。

这样，一个BCD字节（8位）可以表示两个十进制数字。

  1. // 十位取出左移4位 + 个位 (得到BCD数)
  2. #define WRITE_BCD(val)     ((val / 10) << 4) + (val % 10)
  3. // 将高4位乘以10 + 低四位 (得到10进制数)
  4. #define READ_BCD(val)     (val >> 4) * 10 + (val & 0x0F)

完整代码

  1. #include "gd32f4xx.h"
  2. #include "systick.h"
  3. #include <stdio.h>
  4. #include "main.h"
  5. #include "Usart.h"
  7. // 十位取出左移4位 + 个位 (得到BCD数)
  8. #define WRITE_BCD(val)     ((val / 10) << 4) + (val % 10)
  9. // 将高4位乘以10 + 低四位 (得到10进制数)
  10. #define READ_BCD(val)     (val >> 4) * 10 + (val & 0x0F)
  12. void Usart0_recv(uint8_t *data, uint32_t len) {
  13.     printf("%s\r\n", data);
  14. }
  16. static void RTC_config() {
  17.     // 电池管理加载
  18.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  19.     pmu_backup_write_enable();
  20.     // 晶振加载
  21.     rcu_osci_on(RCU_LXTAL);
  22.     rcu_osci_stab_wait(RCU_LXTAL);
  23.     rcu_rtc_clock_config(RCU_RTCSRC_LXTAL);
  24.     // RTC功能加载
  25.     rcu_periph_clock_enable(RCU_RTC);
  26.     rtc_register_sync_wait();
  28.     rtc_parameter_struct rps;
  29.     rps.year = WRITE_BCD(23);
  30.     rps.month = WRITE_BCD(4);
  31.     rps.date = WRITE_BCD(20);
  32.     rps.day_of_week = WRITE_BCD(4);
  33.     rps.hour = WRITE_BCD(23);
  34.     rps.minute = WRITE_BCD(59);
  35.     rps.second = WRITE_BCD(55);
  36.     rps.display_format = RTC_24HOUR;
  37.     rps.am_pm = RTC_AM;
  38.     rps.factor_asyn = 0x7F;
  39.     rps.factor_syn = 0xFF;
  41.     rtc_init(&rps);
  42. }
  44. static void RTC_read() {
  45.     rtc_parameter_struct rps;
  46.     rtc_current_time_get(&rps);
  48.     uint16_t year = READ_BCD(rps.year) + 2000;
  49.     uint8_t month = READ_BCD(rps.month);
  50.     uint8_t date = READ_BCD(rps.date);
  51.     uint8_t week = READ_BCD(rps.day_of_week);
  52.     uint8_t hour = READ_BCD(rps.hour);
  53.     uint8_t minute = READ_BCD(rps.minute);
  54.     uint8_t second = READ_BCD(rps.second);
  56.     printf("%d-%d-%d %d %d:%d:%d\r\n", year, month, date, week, hour, minute, second);
  57. }
  59. int main(void)
  60. {
  61.     nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);
  62.     systick_config();
  63.     Usart0_init();
  65.     RTC_config();
  67.     while(1) {
  68.         RTC_read();
  70.         delay_1ms(1000);
  71.     }
  72. }

RTC闹钟

开发流程

  1. 配置RTC时钟
  2. 设置RTC闹钟
  3. 配置RTC闹钟中断
  4. 实现中断函数

    RTC闹钟初始化

    ```c // 闹钟外部中断 exti_flag_clear(EXTI_17); exti_init(EXTI_17,EXTI_INTERRUPT,EXTI_TRIG_RISING);

// 重置闹钟 rtc_alarm_disable(RTC_ALARM0);

rtc_alarm_struct ras; ras.alarm_mask = RTC_ALARM_HOUR_MASK | RTC_ALARM_MINUTE_MASK | RTC_ALARM_SECOND_MASK; ras.weekday_or_date = RTC_ALARM_DATE_SELECTED; ras.alarm_day = 0x21; ras.alarm_hour = WRITE_BCD(23); ras.alarm_minute = WRITE_BCD(59); ras.alarm_second = WRITE_BCD(59); ras.am_pm = RTC_AM; rtc_alarm_config(RTC_ALARM0, &ras);

// 中断配置 nvic_irq_enable(RTC_Alarm_IRQn, 2, 2); rtc_interrupt_enable(RTC_INT_ALARM0); rtc_flag_clear(RTC_FLAG_ALRM0);

rtc_alarm_enable(RTC_ALARM0);

  1. <a name="xtUiV"></a>
  2. #### 中断函数
  3. ```c
  4. void RTC_Alarm_IRQHandler() {
  5.     if (SET == rtc_flag_get(RTC_FLAG_ALRM0)) {
  6.         // 处理RTC闹钟中断
  7.         printf("alarm \r\n");
  8.     }
  9.     rtc_flag_clear(RTC_FLAG_ALRM0);
  10.     exti_flag_clear(EXTI_17);
  11. }

完整代码

  1. #include "gd32f4xx.h"
  2. #include "systick.h"
  3. #include <stdio.h>
  4. #include "main.h"
  5. #include "Usart.h"
  7. // 十位取出左移4位 + 个位 (得到BCD数)
  8. #define WRITE_BCD(val)     ((val / 10) << 4) + (val % 10)
  9. // 将高4位乘以10 + 低四位 (得到10进制数)
  10. #define READ_BCD(val)     (val >> 4) * 10 + (val & 0x0F)
  13. void Usart0_recv(uint8_t *data, uint32_t len) {
  14.     printf("%s\r\n", data);
  15. }
  18. static void RTC_config() {
  19.     // 电池管理加载
  20.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  21.     pmu_backup_write_enable();
  22.     // 晶振加载
  23.     rcu_osci_on(RCU_LXTAL);
  24.     rcu_osci_stab_wait(RCU_LXTAL);
  25.     rcu_rtc_clock_config(RCU_RTCSRC_LXTAL);
  26.     // RTC功能加载
  27.     rcu_periph_clock_enable(RCU_RTC);
  28.     rtc_register_sync_wait();
  30.     rtc_parameter_struct rps;
  31.     rps.year = WRITE_BCD(23);
  32.     rps.month = WRITE_BCD(04);
  33.     rps.date = WRITE_BCD(20);
  34.     rps.day_of_week = WRITE_BCD(04);
  35.     rps.hour = WRITE_BCD(23);
  36.     rps.minute = WRITE_BCD(59);
  37.     rps.second = WRITE_BCD(55);
  38.     rps.display_format = RTC_24HOUR;
  39.     rps.am_pm = RTC_AM;
  40.     rps.factor_asyn = 0x7F;
  41.     rps.factor_syn = 0xFF;
  43.     rtc_init(&rps);
  44. }
  46. static void RTC_read() {
  47.     rtc_parameter_struct rps;
  48.     rtc_current_time_get(&rps);
  50.     uint16_t year = READ_BCD(rps.year) + 2000;
  51.     uint8_t month = READ_BCD(rps.month);
  52.     uint8_t date = READ_BCD(rps.date);
  53.     uint8_t week = READ_BCD(rps.day_of_week);
  54.     uint8_t hour = READ_BCD(rps.hour);
  55.     uint8_t minute = READ_BCD(rps.minute);
  56.     uint8_t second = READ_BCD(rps.second);
  58.     printf("%d-%d-%d %d %d:%d:%d\r\n", year, month, date, week, hour, minute, second);
  59. }
  61. static void ALARM_config() {
  62.     // 闹钟外部中断
  63.     exti_flag_clear(EXTI_17);
  64.     exti_init(EXTI_17,EXTI_INTERRUPT,EXTI_TRIG_RISING);
  66.     // 重置闹钟
  67.     rtc_alarm_disable(RTC_ALARM0);
  69.     rtc_alarm_struct ras;
  70.     ras.alarm_mask = RTC_ALARM_HOUR_MASK | RTC_ALARM_MINUTE_MASK | RTC_ALARM_SECOND_MASK;
  71.     ras.weekday_or_date = RTC_ALARM_DATE_SELECTED;
  72.     ras.alarm_day = 0x21;
  73.     ras.alarm_hour = WRITE_BCD(23);
  74.     ras.alarm_minute = WRITE_BCD(59);
  75.     ras.alarm_second = WRITE_BCD(59);
  76.     ras.am_pm = RTC_AM;
  77.     rtc_alarm_config(RTC_ALARM0, &ras);
  79.     // 中断配置
  80.     nvic_irq_enable(RTC_Alarm_IRQn, 2, 2);
  81.     rtc_interrupt_enable(RTC_INT_ALARM0);
  82.     rtc_flag_clear(RTC_FLAG_ALRM0);
  84.     rtc_alarm_enable(RTC_ALARM0);
  85. }
  87. void RTC_Alarm_IRQHandler() {
  88.     if (SET == rtc_flag_get(RTC_FLAG_ALRM0)) {
  89.         // 处理RTC闹钟中断
  90.         printf("alarm \r\n");
  91.     }
  92.     rtc_flag_clear(RTC_FLAG_ALRM0);
  93.     exti_flag_clear(EXTI_17);
  94. }
  97. int main(void)
  98. {
  99.     nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);
  100.     systick_config();
  101.     Usart0_init();
  103.     RTC_config();
  104.     ALARM_config();
  106.     while(1) {
  107.         RTC_read();
  109.         delay_1ms(1000);
  110.     }
  111. }

练习题

  1. 实现RTC时钟设置和获取
  2. 实现RTC闹钟的设置和中断配置