STM32 电子闹钟源码
下面是一个基于STM32的电子闹钟源码示例(使用HAL库),包含时间显示、闹钟设置与触发功能。代码以STM32F103C8T6(Blue Pill开发板)为例,使用I2C OLED显示(SSD1306)和按键控制。
硬件配置
- 主控:STM32F103C8T6
- 显示:0.96寸OLED (I2C, SSD1306)
- 按键:4个GPIO按键(设置、加、减、确认)
- 蜂鸣器:GPIO控制(低电平触发)
- RTC时钟源:内部低速时钟LSI(需校准)
源码文件结构
/* 文件: main.c */
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "ssd1306.h"
#include "fonts.h"
// 硬件配置
#define KEY_SET_PIN GPIO_PIN_0 // PA0 设置键
#define KEY_UP_PIN GPIO_PIN_1 // PA1 加键
#define KEY_DOWN_PIN GPIO_PIN_2 // PA2 减键
#define KEY_OK_PIN GPIO_PIN_3 // PA3 确认键
#define BUZZER_PIN GPIO_PIN_4 // PA4 蜂鸣器
// 全局变量
RTC_HandleTypeDef hrtc;
TIM_HandleTypeDef htim3; // 用于按键扫描
uint8_t display_mode = 0; // 0:时间, 1:设置时间, 2:设置闹钟
uint8_t alarm_enabled = 0;
uint8_t alarm_triggered = 0;
RTC_TimeTypeDef sTime = {0, 0, 0}; // 当前时间
RTC_DateTypeDef sDate = {0, 0, 0}; // 当前日期
RTC_TimeTypeDef alarmTime = {7, 0, 0}; // 默认闹钟07:00:00
// 函数声明
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_RTC_Init(void);
static void MX_TIM3_Init(void);
void update_display(void);
void handle_keys(void);
void check_alarm(void);
void beep(uint16_t duration_ms);
int main(void) {
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_RTC_Init();
MX_TIM3_Init();
SSD1306_Init();
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); // 启动按键扫描定时器
while (1) {
HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN); // 获取时间
HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN); // 获取日期
check_alarm(); // 检查闹钟触发
update_display(); // 更新OLED显示
HAL_Delay(100); // 主循环延迟
}
}
// 更新OLED显示
void update_display(void) {
char buf[20];
SSD1306_Clear();
switch(display_mode) {
case 0: // 显示时间
sprintf(buf, "Time: %02d:%02d:%02d", sTime.Hours, sTime.Minutes, sTime.Seconds);
SSD1306_GotoXY(0,0);
SSD1306_Puts(buf, &Font_7x10, 1);
sprintf(buf, "Date: %02d/%02d/%02d", sDate.Date, sDate.Month, sDate.Year);
SSD1306_GotoXY(0,20);
SSD1306_Puts(buf, &Font_7x10, 1);
sprintf(buf, "Alarm: %02d:%02d %s", alarmTime.Hours, alarmTime.Minutes,
alarm_enabled ? "ON" : "OFF");
SSD1306_GotoXY(0,40);
SSD1306_Puts(buf, &Font_7x10, 1);
break;
case 1: // 设置时间
SSD1306_GotoXY(0,0);
SSD1306_Puts("Set Time", &Font_11x18, 1);
sprintf(buf, "%02d:%02d:%02d", sTime.Hours, sTime.Minutes, sTime.Seconds);
SSD1306_GotoXY(10,30);
SSD1306_Puts(buf, &Font_16x26, 1);
break;
case 2: // 设置闹钟
SSD1306_GotoXY(0,0);
SSD1306_Puts("Set Alarm", &Font_11x18, 1);
sprintf(buf, "%02d:%02d %s", alarmTime.Hours, alarmTime.Minutes,
alarm_enabled ? "ON" : "OFF");
SSD1306_GotoXY(10,30);
SSD1306_Puts(buf, &Font_16x26, 1);
break;
}
SSD1306_UpdateScreen();
}
// 按键处理
void handle_keys(void) {
static uint8_t setting_step = 0;
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_SET_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
HAL_Delay(50); // 消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_SET_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
display_mode = (display_mode + 1) % 3;
setting_step = 0;
}
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_SET_PIN) == GPIO_PIN_RESET); // 等待释放
}
if(display_mode > 0) { // 设置模式
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_OK_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
HAL_Delay(50);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_OK_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
setting_step = (setting_step + 1) % 3;
if(display_mode == 2 && setting_step == 2) {
alarm_enabled = !alarm_enabled; // 切换闹钟开关
}
}
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_OK_PIN) == GPIO_PIN_RESET);
}
// 时间/闹钟调整
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_UP_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
HAL_Delay(50);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_UP_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
switch(setting_step) {
case 0: // 时
if(display_mode == 1) sTime.Hours = (sTime.Hours + 1) % 24;
else alarmTime.Hours = (alarmTime.Hours + 1) % 24;
break;
case 1: // 分
if(display_mode == 1) sTime.Minutes = (sTime.Minutes + 1) % 60;
else alarmTime.Minutes = (alarmTime.Minutes + 1) % 60;
break;
}
}
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_UP_PIN) == GPIO_PIN_RESET);
}
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_DOWN_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
HAL_Delay(50);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_DOWN_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
switch(setting_step) {
case 0: // 时
if(display_mode == 1) sTime.Hours = (sTime.Hours + 23) % 24;
else alarmTime.Hours = (alarmTime.Hours + 23) % 24;
break;
case 1: // 分
if(display_mode == 1) sTime.Minutes = (sTime.Minutes + 59) % 60;
else alarmTime.Minutes = (alarmTime.Minutes + 59) % 60;
break;
}
}
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, KEY_DOWN_PIN) == GPIO_PIN_RESET);
}
// 确认设置时间
if(display_mode == 1 && setting_step == 2) {
HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);
display_mode = 0;
setting_step = 0;
}
}
}
// 检查闹钟触发
void check_alarm(void) {
if(alarm_enabled && !alarm_triggered &&
sTime.Hours == alarmTime.Hours &&
sTime.Minutes == alarmTime.Minutes &&
sTime.Seconds == 0) {
alarm_triggered = 1;
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, BUZZER_PIN, GPIO_PIN_SET); // 蜂鸣器开启
} else if(alarm_triggered && sTime.Seconds > 10) { // 响铃10秒
alarm_triggered = 0;
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, BUZZER_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 关闭蜂鸣器
}
}
// 定时器3中断(按键扫描)
void TIM3_IRQHandler(void) {
if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim3, TIM_FLAG_UPDATE)) {
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim3, TIM_FLAG_UPDATE);
handle_keys();
}
}
// RTC初始化(使用LSI)
static void MX_RTC_Init(void) {
hrtc.Instance = RTC;
hrtc.Init.AsynchPrediv = RTC_AUTO_1_SECOND;
hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_ALARM;
if(HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK) Error_Handler();
}
// 其他初始化代码(时钟、GPIO、TIM3等)需根据标准库补充
// 完整工程需包含ssd1306.c/fonts.c等文件
关键功能说明
-
时间管理
- 使用STM32内置RTC(通过LSI驱动)
- 支持时间/日期读取和设置
-
闹钟功能
- 独立存储闹钟时间(alarmTime结构体)
- 使能标志(alarm_enabled)
- 整点触发蜂鸣器10秒
-
用户界面
- OLED显示:时间/日期/闹钟状态
- 四按键控制:
- SET键:切换模式(时间显示→设置时间→设置闹钟)
- UP/DOWN:调整数值
- OK键:确认设置/切换闹钟开关
-
蜂鸣器控制
- GPIO直接驱动(需三极管放大)
使用说明
-
硬件连接:
- OLED: SCL→PB6, SDA→PB7
- 按键: PA0~PA3(下拉电阻)
- 蜂鸣器: PA4(低电平触发)
-
操作流程:
- 短按SET键循环切换显示模式
- 在设置模式下:
- UP/DOWN键调整小时/分钟
- OK键切换设置项(时→分→确认)
- 闹钟模式下OK键可开关闹钟
-
校准RTC:
- 因LSI精度有限,需在
MX_RTC_Init()中调整异步分频值 - 建议使用外部32.768kHz晶振提高精度
- 因LSI精度有限,需在
完整工程需包含SSD1306驱动库和字体库(常用
fonts.c/h和ssd1306.c/h可从开源项目获取)。开发环境推荐使用STM32CubeIDE。
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