Unix时间戳BKP备份寄存器RTC实时时钟
Unix时间戳
Unix时间戳，也称为POSIX时间或Epoch时间，是一种在Unix和类Unix操作系统中使用的时间表示方法。它表示的是自1970年1月1日00:00:00 UTC（协调世界时）至当前时间经过的秒数，不考虑闰秒。Unix时间戳通常以秒为单位，也可以表示为毫秒、微秒等更小的时间单位。
Unix时间戳的特点：
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简单性：Unix时间戳是一个10位数的整数（在32位系统中），表示从Epoch至某一时刻经过的秒数，易于计算和处理。
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通用性：Unix时间戳被广泛用于Unix、Linux、macOS、Windows等操作系统中，以及各种编程语言和数据库系统中。
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连续性：Unix时间戳是连续的，不受时区、夏令时等因素的影响。
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易转换：Unix时间戳可以方便地转换为各种日期时间格式，如ISO 8601、RFC 2822等。
BKP备份寄存器
BKP是“Backup Registers”的缩写，中文意思是备份寄存器。它用于存储用户应用程序数据，在主电源VDD（2.0~3.6V）被切断的情况下，这些数据仍然由备用电源VBAT（1.8~3.6V）维持供电。BKP寄存器在STM32微控制器中通常用于存储重要的数据，如RTC（实时时钟）的校验值或其他关键信息，即使在系统断电的情况下也能保持数据不丢失。BKP寄存器是位于备份域的，当VDD电源被切断，它们仍然由VBAT维持供电。当系统在待机模式下被唤醒，或系统复位或电源复位时，它们也不会被复位。在STM32中，BKP寄存器的数量可能有所不同，例如STM32F103系列有10个16位宽度的BKP寄存器。
RTC实时时钟
在秒计数器读取时间，得到秒数，然后使用time.h里的localtime函数，就可以直到年月日时分秒的信息了，再填充struct tm结构体，用mktime函数得到秒数，写入32位计数器即可
1. 输入时钟源
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PCLK1：这是来自微控制器的时钟信号，用于驱动RTC预分频器和备份区域。
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RTCCLK：这是RTC模块的时钟输入，可以由外部晶振或内部RC振荡器提供。
2. RTC预分频器
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RTC_PRL 和 RTC_DIV：这些寄存器用于设置RTC时钟的预分频值。通过调整这些值，可以控制RTC计数器的时钟频率。RTC_DIV来一个时钟自减一次，计数器溢出一次，产生一个输出脉冲，分频后是1hz
3. RTC计数器
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82位可编程计数器 RTC_CNT：这是RTC的核心计数器，用于跟踪时间。它是一个可编程的计数器，可以配置为不同的时间单位（如秒、分钟、小时等）。
4. RTC报警
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RTC_ALR：RTC报警寄存器，用于设置一个特定的时间点，当RTC计数器达到这个时间点时，可以触发一个中断或事件。
5. RTC控制寄存器（RTC_CR）
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SECIE, ALRIE, OWIE：这些是RTC的中断使能位，分别用于使能秒中断、报警中断和溢出中断。
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SECIF, ALRIF, OWIF：这些是RTC的中断标志位，用于指示相应的中断事件是否发生。
6. 中断控制器
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NVIC中断控制器：RTC模块可以通过NVIC（嵌套向量中断控制器）向微控制器的主处理器发送中断请求。
7. 备用区域
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APB1总线和APB1接口：RTC模块通过APB1总线与微控制器的其他部分通信。APB1接口用于配置RTC和访问其寄存器。
8. 唤醒功能
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WKUP pin：这是RTC的唤醒引脚，可以在RTC计数器达到预设值时唤醒微控制器。
首先三个时钟煊LSE当作RTCCLK，RTCCLK通过预分频器对时钟进行分频,余数寄存器是一个自减计数器，存储当前的计数值，重装寄存器是计数目标，决定分频值，分频之后，得到1hz的秒计数信号，通过CNT32位计数器，一秒自增一次
配置数据选择器，选择时钟来源；配置重装寄存器，可以选择分频系数；配置32位计数器，可以进行日期时间的读写
代码示例
代码1：读写备份寄存器
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"
uint8_t KeyNum; //定义用于接收按键键码的变量
uint16_t ArrayWrite[] = {0x1234, 0x5678}; //定义要写入数据的测试数组
uint16_t ArrayRead[2]; //定义要读取数据的测试数组
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Key_Init(); //按键初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "W:");
OLED_ShowString(2, 1, "R:");
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //开启PWR的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //开启BKP的时钟
/*备份寄存器访问使能*/
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使用PWR开启对备份寄存器的访问
while (1)
{
KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码
if (KeyNum == 1) //按键1按下
{
ArrayWrite[0] ++; //测试数据自增
ArrayWrite[1] ++;
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, ArrayWrite[0]); //写入测试数据到备份寄存器
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR2, ArrayWrite[1]);
OLED_ShowHexNum(1, 3, ArrayWrite[0], 4); //显示写入的测试数据
OLED_ShowHexNum(1, 8, ArrayWrite[1], 4);
}
ArrayRead[0] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1); //读取备份寄存器的数据
ArrayRead[1] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);
OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayRead[0], 4); //显示读取的备份寄存器数据
OLED_ShowHexNum(2, 8, ArrayRead[1], 4);
}
}
没有备用电源，主电源掉电后不会备份
代码2：是实时时钟
第一步：开启PWR和BKP时钟，使能BKP和RTC访问
第二步：启动RTC时钟（手动开启LSE，这个时钟默认关闭）
第三步：配置RTCCLK这个数据选择器，指定LSE为RTCCLK
第四步：调用等待同步、等待上一次操作完成的函数
第五步：配置预分频器，给PRL重装寄存器一个合适的分频值，以确保输出给计数器的频率是1HZ
第六步：配置CNT的值，给RTC一个初始时间
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <time.h>
uint16_t MyRTC_Time[] = {2023, 1, 1, 23, 59, 55}; //定义全局的时间数组，数组内容分别为年、月、日、时、分、秒
void MyRTC_SetTime(void); //函数声明
/**
* 函 数：RTC初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void MyRTC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //开启PWR的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //开启BKP的时钟
/*备份寄存器访问使能*/
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使用PWR开启对备份寄存器的访问
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5) //通过写入备份寄存器的标志位，判断RTC是否是第一次配置
//if成立则执行第一次的RTC配置
{
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //开启LSE时钟
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET); //等待LSE准备就绪
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //选择RTCCLK来源为LSE
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //RTCCLK使能
RTC_WaitForSynchro(); //等待同步
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
RTC_SetPrescaler(32768 - 1); //设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
MyRTC_SetTime(); //设置时间，调用此函数，全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5); //在备份寄存器写入自己规定的标志位，用于判断RTC是不是第一次执行配置
}
else //RTC不是第一次配置
{
RTC_WaitForSynchro(); //等待同步
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
}
}
//如果LSE无法起振导致程序卡死在初始化函数中
//可将初始化函数替换为下述代码，使用LSI当作RTCCLK
//LSI无法由备用电源供电，故主电源掉电时，RTC走时会暂停
/*
void MyRTC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{
RCC_LSICmd(ENABLE);
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
RTC_SetPrescaler(40000 - 1);
RTC_WaitForLastTask();
MyRTC_SetTime();
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
}
else
{
RCC_LSICmd(ENABLE); //即使不是第一次配置，也需要再次开启LSI时钟
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
}
}*/
/**
* 函 数：RTC设置时间
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 说 明：调用此函数后，全局数组里时间值将刷新到RTC硬件电路
*/
void MyRTC_SetTime(void)
{
time_t time_cnt; //定义秒计数器数据类型
struct tm time_date; //定义日期时间数据类型
time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900; //将数组的时间赋值给日期时间结构体
time_date.tm_mon = MyRTC_Time[1] - 1;
time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];
time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];
time_date.tm_min = MyRTC_Time[4];
time_date.tm_sec = MyRTC_Time[5];
time_cnt = mktime(&time_date) - 8 * 60 * 60; //调用mktime函数，将日期时间转换为秒计数器格式
//- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
RTC_SetCounter(time_cnt); //将秒计数器写入到RTC的CNT中
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
}
/**
* 函 数：RTC读取时间
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 说 明：调用此函数后，RTC硬件电路里时间值将刷新到全局数组
*/
void MyRTC_ReadTime(void)
{
time_t time_cnt; //定义秒计数器数据类型
struct tm time_date; //定义日期时间数据类型
time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60; //读取RTC的CNT，获取当前的秒计数器
//+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
time_date = *localtime(&time_cnt); //使用localtime函数，将秒计数器转换为日期时间格式
MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900; //将日期时间结构体赋值给数组的时间
MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;
MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;
MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;
MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;
MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
}
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyRTC.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
MyRTC_Init(); //RTC初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Date:XXXX-XX-XX");
OLED_ShowString(2, 1, "Time:XX:XX:XX");
OLED_ShowString(3, 1, "CNT :");
OLED_ShowString(4, 1, "DIV :");
while (1)
{
MyRTC_ReadTime(); //RTC读取时间，最新的时间存储到MyRTC_Time数组中
OLED_ShowNum(1, 6, MyRTC_Time[0], 4); //显示MyRTC_Time数组中的时间值，年
OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[1], 2); //月
OLED_ShowNum(1, 14, MyRTC_Time[2], 2); //日
OLED_ShowNum(2, 6, MyRTC_Time[3], 2); //时
OLED_ShowNum(2, 9, MyRTC_Time[4], 2); //分
OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2); //秒
OLED_ShowNum(3, 6, RTC_GetCounter(), 10); //显示32位的秒计数器
OLED_ShowNum(4, 6, RTC_GetDivider(), 10); //显示余数寄存器
}
}
如果RTC晶振起振不了，可备选内部低数时钟LSI
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5) //通过写入备份寄存器的标志位，判断RTC是否是第一次配置
//if成立则执行第一次的RTC配置
{
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //开启LSE时钟
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET); //等待LSE准备就绪
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //选择RTCCLK来源为LSE
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //RTCCLK使能
RTC_WaitForSynchro(); //等待同步
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
RTC_SetPrescaler(32768 - 1); //设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
MyRTC_SetTime(); //设置时间，调用此函数，全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5); //在备份寄存器写入自己规定的标志位，用于判断RTC是不是第一次执行配置
}
else //RTC不是第一次配置
{
RTC_WaitForSynchro(); //等待同步
RTC_WaitForLastTask(); //等待上一次操作完成
}
}
这段代码是用于配置和管理STM32微控制器中的实时时钟（RTC）模块的。代码的目的是确保RTC只被配置一次，通过检查备份寄存器（BKP）中的一个特定值来实现。以下是代码的详细解释：
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检查备份寄存器：
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)这行代码读取备份寄存器BKP_DR1的值，并检查它是否不等于
0xA5A5。如果不等于，说明RTC是第一次配置。 -
开启LSE时钟：
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);开启低速外部（LSE）时钟，LSE通常用于为RTC提供精确的时钟源。
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等待LSE准备就绪：
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);等待LSE时钟准备就绪，确保时钟稳定。
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配置RTC时钟源：
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);将RTC的时钟源配置为LSE。
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使能RTC时钟：
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);使能RTC时钟。
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等待同步和上一次操作完成：
RTC_WaitForSynchro(); RTC_WaitForLastTask();等待RTC同步和上一次操作完成，确保时钟设置正确应用。
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设置RTC预分频器：
RTC_SetPrescaler(32768 - 1);设置RTC预分频器，使预分频后的计数频率为1Hz（每秒一个脉冲）。
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再次等待上一次操作完成：
RTC_WaitForLastTask();再次等待上一次操作完成。
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设置时间：
MyRTC_SetTime();调用自定义函数设置RTC的时间。
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写入备份寄存器：
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);在备份寄存器写入标志位
0xA5A5，用于判断RTC是否已经配置过。 -
非首次配置：
else { RTC_WaitForSynchro(); RTC_WaitForLastTask(); }如果RTC不是第一次配置，只需等待同步和上一次操作完成。
这段代码确保RTC模块只被配置一次，通过在备份寄存器中写入一个特定的标志位来实现。它首先检查备份寄存器的值，如果未配置过，则进行一系列配置操作，包括开启LSE时钟、设置RTC时钟源、设置预分频器、设置时间，并在备份寄存器中写入标志位。如果已经配置过，则只需等待同步和上一次操作完成。这种设计可以避免重复配置RTC，确保系统的稳定性和可靠性。