CW32实时时钟（RTC）介绍
电子说
描述
实时时钟（RTC）是一个专用的计数器 / 定时器，可提供日历信息，包括小时、分钟、秒、日、月份、年份以及星期。RTC 具有两个独立闹钟，时间、日期可组合设定，可产生闹钟中断，并通过引脚输出；支持时间戳功能，可通过引脚触发，记录当前的日期和时间，同时产生时间戳中断；支持周期中断；支持自动唤醒功能，可产生中断并通过引脚输出；支持1Hz 方波和RTCOUT 输出功能；支持内部时钟校准补偿。
CW32L083 内置经独立校准的 32kHz 频率的 RC 时钟源，为 RTC 提供驱动时钟，RTC 可在深度休眠模式下运行， 适用于要求低功耗的应用场合。
RTC功能框图
RTC 时钟源RTCCLK 通过CR1寄存器进行选择，可选源为LSE、LSI和 HSE分频时钟。
主要功能
实时时钟 (RTC) 主要由专用的高精度 RTC 定时器组成，时钟源可选择外部低速时钟 LSE 或内部低速时钟 LSI，当选择外部高速时钟 HSE 时，因精度受限只能用作一般定时 / 计数器。
时间寄存器 RTC_TIME 和日期寄存器 RTC_DATE，以 BCD 码格式分别记录当前的时间和日期值，在对其写入时会自动进行合法性检查，任何非法的时间或日期值将不能被写入，如 32 日、2A 时、61 秒、13 月等。
日期寄存器 RTC_DATE 中，YEAR 位域表示年，有效值 0 ~ 99；MONTH 位域表示月，有效值 1 ~ 12；DAY 位域表 示日，有效值 1 ~ 31；WEEK 位域表示星期，有效值 0 ~ 6，其中 0 表示星期日，1 ~ 6 表示星期一至星期六。
时间寄存器 RTC_TIME 中，SECOND 位域表示秒，有效值 0 ~ 59；MINUTE 位域表示分，有效值 0 ~ 59；HOUR 位域代表小时，有效值为 1 ~ 12 或 0 ~ 23；HOUR 位域的最高位代表 AM/PM（上午 / 下午）：- ‘0’表示 AM - ‘1’表示 PM HOUR。控制寄存器 RTC_CR0 的 H24 位域用于选择 12 或 24 小时制：• H24 为‘1’时，选择 24 时制 • H24 为‘0’时，选择 12 时制。HOUR位域值含义详细见下表：
其他功能
1.闹钟 A 和闹钟 B
RTC 支持 2 个独立闹钟（闹钟 A 和闹钟 B），可在一周内任意时刻产生闹钟事件，并产生闹钟中断，同时将闹钟匹配事件通过外部 RTC_OUT 引脚输出。设置控制寄存器 RTC_CR2 的 ALARMAEN 和 ALARMBEN 位域为 1，可分别单独使能闹钟 A 和闹钟 B。通过设置闹钟 A、B 控制寄存器（RTC_ALARMA 和 RTC_ALARMB）的时、分、秒匹配控制位 HOUREN、 MINUTEEN、SECONDEN 和时、分、秒计数值 HOUR、MINUTE、SECOND，可设定闹钟在‘xx 时 xx 分 xx 秒’， 或‘xx 分 xx 秒’或‘xx 时 xx 分’或‘xx 时’等多种组合产生闹钟事件；闹钟星期使能控制位 WEEKMASK，可选择一周中的任意一天产生闹钟事件，bit0 代表星期日，bit1 ~ 6 代表星期一至星期六。采用 12 或 24 小时制，闹钟控制寄存器 RTC_ALARMx(x = A, B) 的设置值可能不同，示例如下表：
2.周期中断功能：RTC 内置周期中断模块，可产生固定周期的中断信号。
3.自动唤醒功能
自动唤醒定时器是一个 16 位可编程自动重载减法计数器，计数时钟源为RTCCLK或者RTC1HZ时钟。定时范围为：61μs ~ 145h。当计数器溢出时，可产生自动唤醒中断，并将溢出标志通过 RTC_OUT 引脚输出。设置控制寄存器 RTC_CR2 的 AWTEN 位域为 1 使能自动唤醒功能，该功能专为低功耗应用场合而设计，可工作于 MCU 的全部工作模式。
自动唤醒定时器计数周期由计数时钟源和重载寄存器 RTC_AWTARR 决定，定时时长计算公式为：自动唤醒定时器定时周期 =（RTC_AWTARR+1）/ 唤醒定时器计数时钟频率 最短定时：( 0+1 ) / 16384Hz = 61μs 最长定时：(65535+1) / 0.125Hz = 524288s = 8738min ≈ 145.63h 通过 RTC 中断使能寄存器 RTC_IER 的 AWTIMER 位域，可选择自动唤醒定时器溢出时是否产生中断请求。
4.时间戳功能
RTC 支持时间戳功能，即通过 RTC_TAMP 引脚触发，将当前时间和日期分别保存到时间戳日期寄存器 RTC_TAMPDATE 和时间戳时间寄存器 RTC_TAMPTIM，同时可产生时间戳中断。控制寄存器 RTC_CR2 的 TAMPEDGE 位域用来选择触发时间戳的信号是上升沿还是下降沿有效，RTC_CR2 寄存 器的 TAMPEN 位域用于使能时间戳功能。用户可灵活选择触发引脚 RTC_TAMP，并需配置该引脚为数字输入和复用功能，具体 RTC_TAMP 引脚请参考数据手册引脚定义。当发生时间戳事件时，时间戳事件标志位 RTC_ISR.TAMP 会被置 1，如果设置了时间戳中断使能位 RTC_IER.TAMP 为 1，将产生中断请求。如果发生第一次时间戳事件后，未通过软件清除 RTC_ISR.TAMP 标志位，又产生了第二次时间戳事件，时间戳溢出标志位 RTC_ISR.TAMPOV 会被置 1，如果设置了时间戳溢出中断使能位 RTC_IER.TAMPOV 为 1，将产生中断请求。
实际例程操作——RTC初始化，日期时间读取，间隔中断，闹钟设置
1.系统时钟初始化设置
void RCC_Configuration(void)
{
RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6); //设置系统时钟为8M
RCC_LSE_Enable(RCC_LSE_MODE_OSC, RCC_LSE_AMP_NORMAL, RCC_LSE_DRIVER_NORMAL);
// 打开LSE时钟，作为RTC的计数时钟
RCC_APBPeriphClk_Enable1(RCC_APB1_PERIPH_RTC, ENABLE); //打开RTC模块工作时钟
}
2.配置输出时间所需GPIO口以及串口UART配置
void LogInit(void)
{
SerialInit(LOG_SERIAL_BPS);
}
static void SerialInit(uint32_t BaudRate)
{
uint32_t PCLK_Freq;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0};
PCLK_Freq = SystemCoreClock >> pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.HCLKPRS];
PCLK_Freq >>= pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.PCLKPRS];
// 调试串口使用UART5// PB8->TX// PB9<-RX// 时钟使能
__RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__RCC_UART5_CLK_ENABLE();
// 先设置UART TX RX 复用，后设置GPIO的属性，避免口线上出现毛刺
PB08_AFx_UART5TXD();
PB09_AFx_UART5RXD();
PIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_8;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(CW_GPIOB, GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_Init(CW_GPIOB, GPIO_InitStructure);
UART_InitStructure.UART_BaudRate = BaudRate;// 波特率
UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16;// 采样方式
UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK;// 传输时钟源UCLK
UART_InitStructure.UART_UclkFreq = PCLK_Freq;// 传输时钟UCLK频率
UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE;// 起始位判定方式
UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;// 停止位长度
UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;// 校验方式
UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
//硬件流控
UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx; // 发送/接收使能
UART_Init(CW_UART5, UART_InitStructure);
}
3.设置输出时间日期格式
void ShowTime(void)
{
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct = {0};
RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct = {0};
static uint8_t *WeekdayStr[7]= {"SUN","MON","TUE","WED","THU","FRI","SAT"};
static uint8_t *H12AMPMStr[2][2]= {{"AM","PM"},{"",""}};
RTC_GetDate( RTC_DateStruct);// 取用当前日期，BCD格式
RTC_GetTime( RTC_TimeStruct);// 获取当前时间，BCD格式
printf(".Date is 20%02x/%02x/%02x(%s).Time is %02x%s:%02x:%02xrn",
RTC_DateStruct.Year, RTC_DateStruct.Month, RTC_DateStruct.Day,
WeekdayStr[RTC_DateStruct.Week], RTC_TimeStruct.Hour,
H12AMPMStr[RTC_TimeStruct.H24][RTC_TimeStruct.AMPM],RTC_TimeStruct.Minute,
RTC_TimeStruct.Second);//串口打印数据
}
Void RTC_GetDate(RTC_DateTypeDef* RTC_Date)
{
uint32_t RegTmp = 0;
RegTmp = CW_RTC->DATE;
while (RegTmp != CW_RTC->DATE)
{
RegTmp = CW_RTC->DATE; // 连续两次读取的内容一致，认为读取成功
}
RTC_Date->Day = (uint8_t)(RegTmp RTC_DATE_DAY_Msk);
RTC_Date->Month = (uint8_t)((RegTmp RTC_DATE_MONTH_Msk) >> 8);
RTC_Date->Year = (uint8_t)((RegTmp RTC_DATE_YEAR_Msk) >> 16);
RTC_Date->Week = (uint8_t)((RegTmp RTC_DATE_WEEK_Msk) >> 24);
}
Void RTC_GetTime(RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct)
{
uint32_t RegTmp = 0;
RTC_TimeStruct->H24 = CW_RTC->CR0_f.H24; // 读CR0是否需要连读两次，待硬件检测
RegTmp = CW_RTC->TIME;
while (RegTmp != CW_RTC->TIME)
{
RegTmp = CW_RTC->TIME; // 连续两次读取的内容一致，认为读取成功
}
RTC_TimeStruct->Hour = (uint8_t)((RegTmp RTC_TIME_HOUR_Msk) >> 16);
RTC_TimeStruct->Minute = (uint8_t)((RegTmp RTC_TIME_MINUTE_Msk) >> 8);
RTC_TimeStruct->Second = (uint8_t)(RegTmp RTC_TIME_SECOND_Msk);
if (RTC_TimeStruct->H24 == RTC_HOUR12)
{
RTC_TimeStruct->AMPM = RTC_TimeStruct->Hour >> 5;
RTC_TimeStruct->Hour = 0x1f;
}
}
4.RTC模块初始化，ErrorStatus 返回值为SUCCESS或ERROR
ErrorStatus RTC_Init(RTC_InitTypeDef* RTC_InitStruct)
{
CW_SYSCTRL->APBEN1_f.RTC = 1; // 启动RTC外设时钟，使能RTC模块
if ((RCC_GetAllRstFlag() SYSCTRL_RESETFLAG_POR_Msk) != RCC_FLAG_PORRST)
//不是上电复位，直接退出
{
RCC_ClearRstFlag(RCC_FLAG_ALLRST);
return SUCCESS;
}
RTC_Cmd(DISABLE); // 停止RTC，保证正确访问RTC寄存器
RTC_SetClockSource(RTC_InitStruct->RTC_ClockSource); // 设置RTC时钟源, 用户需首先启动RTC时钟源！！！
RTC_SetDate( RTC_InitStruct->DateStruct);// 设置日期，DAY、MONTH、YEAR必须为BCD方，星期为0~6，代表星期日，星期一至星期六
RTC_SetTime( RTC_InitStruct->TimeStruct); //时间，HOUR、MINIUTE、SECOND必须为BCD方式，用户须保证HOUR、AMPM、H24之间的关联正确性
RTC_Cmd(ENABLE);
RCC_ClearRstFlag(RCC_FLAG_ALLRST);
return SUCCESS;
}
5.RTC周期中断时间设置
int RTC_SetInterval(uint8_t Period)
{
uint16_t timeout = 0xffff;
RTC_UNLOCK();
if (IS_RTC_START()) // 如果RTC正在运行，则使用WINDOWS、ACCESS访问
{
CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 1;
while ((!CW_RTC->CR1_f.WINDOW) timeout--);
if (timeout == 0) return 1;
}
CW_RTC->CR0_f.INTERVAL = Period;
CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 0;
RTC_LOCK();
return 0;
}
6.设置时钟中断使能
int RTC_ITConfig(uint32_t RTC_IT, FunctionalState NewState)
{
uint16_t timeout = 0xffff;
RTC_UNLOCK();
CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 1;
while ((!CW_RTC->CR1_f.WINDOW) timeout--);
if (timeout == 0) return 1;
if (!NewState)
{
CW_RTC->IER = ~RTC_IT;
}
else
{
CW_RTC->IER |= RTC_IT;
}
CW_RTC->CR1_f.ACCESS = 0;
RTC_LOCK();
return 0;
}
void RTC_IRQHandlerCallBack(void)
{
if (RTC_GetITState(RTC_IT_ALARMA))
{
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALARMA);
printf("*********Alarm!!!!rn");
}
if (RTC_GetITState(RTC_IT_INTERVAL))
{
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_INTERVAL);
ShowTime();
}
void NVIC_Configuration(void)
{
__disable_irq();
NVIC_EnableIRQ(RTC_IRQn);
__enable_irq();
}
7.RTC时钟测试，初始化日历，使用间隔中断0.5秒通过Log输出日期时间
int32_t main(void)
{
RTC_InitTypeDef RTC_InitStruct = {0};
RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStruct = {0};
/*系统时钟配置*/
RCC_Configuration();
/* GPIO 口配置*/
GPIO_Configuration();
LogInit();//配置输出时间所需GPIO口以及串口UART配置
printf("RTC Init...rn");
printf(" (RTC CR0:%04x,CR1:%04x,CR2:%04x,RESET FLAG:0x%08x)rn",CW_RTC-
>CR0,CW_RTC->CR1,CW_RTC->CR2,CW_SYSCTRL->RESETFLAG);
RCC_LSE_Enable(RCC_LSE_MODE_OSC, RCC_LSE_AMP_NORMAL, RCC_LSE_DRIVER_NORMAL); // 选择LSE为RTC时钟
RTC_InitStruct.DateStruct.Day = 0x21; //日
RTC_InitStruct.DateStruct.Month = RTC_Month_June;//月
RTC_InitStruct.DateStruct.Week = RTC_Weekday_Monday;//星期
RTC_InitStruct.DateStruct.Year = 0x21; //年
//设置日期，DAY、MONTH、YEAR必须为BCD方式，星期为0~6，代表星期日，星期一至星期六
printf("-------Set Date as 20%x/%x/%xrn", RTC_InitStruct.DateStruct.Year,RTC_InitStruct.DateStruct.Month,RTC_InitStruct.DateStruct.Day);
//打印日期
RTC_InitStruct.TimeStruct.Hour = 0x11; //时
RTC_InitStruct.TimeStruct.Minute = 0x58;//分
RTC_InitStruct.TimeStruct.Second = 0x59;//秒
RTC_InitStruct.TimeStruct.AMPM = 0;
RTC_InitStruct.TimeStruct.H24 = 0; //采用12小时设置
//设置时间，HOUR、MINIUTE、SECOND必须为BCD方式，用户须保证HOUR、AMPM、H24之间的关联正确性
printf("-------Set Time as %02x:%02x:%02xrn", RTC_InitStruct.TimeStruct.Hour,RTC_InitStruct.TimeStruct.Minute,RTC_InitStruct.TimeStruct.Second);//打印时间
RTC_InitStruct.RTC_ClockSource = RTC_RTCCLK_FROM_LSE;
RTC_Init( RTC_InitStruct); // RTC模块初始化， 用户需选定需要使用的时钟源
printf("=====Set interval period as 0.5s...rn");
RTC_SetInterval(RTC_INTERVAL_EVERY_0_5S);
//闹钟为工作日上午的6：45
RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_WeekMON | RTC_AlarmMask_WeekTUE |
RTC_AlarmMask_WeekWED | RTC_AlarmMask_WeekTHU |RTC_AlarmMask_WeekFRI;
//设定时间为周一到周五
RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime.Hour = 6;
RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime.Minute = 0x45;
RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime.Second = 0;
RTC_SetAlarm(RTC_Alarm_A, RTC_AlarmStruct); // 设置闹钟，BCD格式
RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, ENABLE);//使能闹钟
printf("=====Enable ALRAMA and INTERVAL IT...rn");
RTC_ITConfig(RTC_IT_ALARMA | RTC_IT_INTERVAL, ENABLE);
//设置中断使能
While(1){}
}
8.通过UART串口验证RTC工作正常
以上是CW32L083单片机的RTC设置时间及闹钟部分的介绍，CW32其他型号亦可参考此篇文档。有关芯片购买事宜，请咨询武汉芯源的销售和官方代理商。
来源：武汉芯源半导体
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审核编辑 黄宇
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