Unix时间戳BKP备份寄存器RTC实时时钟

ops/2025/3/18 10:31:41/

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：

  1. 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。

  2. 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。

  3. 连续性：Unix时间戳是连续的，不受时区、夏令时等因素的影响。

  4. 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

  • 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。

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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）

  • 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。

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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LSERCC_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1HzRTC_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LSERCC_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1HzRTC_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：

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 配置RTC时钟源：

    RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);

    将RTC的时钟源配置为LSE。

  5. 使能RTC时钟：

    RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);

    使能RTC时钟。

  6. 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。

  7. 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）。

  8. 再次等待上一次操作完成：

    RTC_WaitForLastTask();

    再次等待上一次操作完成。

  9. 设置时间：

    MyRTC_SetTime();

    调用自定义函数设置RTC的时间。

  10. 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。

  11. 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。

 


http://www.ppmy.cn/ops/166739.html

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