MM32L0130 RTC日歷和鬧鐘

1MM32L0130 RTC簡介

RTC 模塊是用于提供時間（時、分、秒、亞秒）和日期（年、月、日）功能的定時計數器，日歷以 BCD碼的格式顯示。內部包含周期性的喚醒單元，用于喚醒低功耗模式。支持夏令時補償，支持數字校準補償晶振精度的偏差。靈動微電子推出的MM32L0130系列MCU片上RTC外設具有以下特征：

可編程的日歷功能，包括時、分、秒、小時（12/24 小時制）、日期、星期、月份、年份

軟件可編程的夏令時補償

可編程鬧鐘，任意日歷字段的組合觸發鬧鐘

周期性自動喚醒單元，喚醒時間可配置

數字校準，精度為 0.95ppm

通過移位功能調整亞秒時間

支持可配置的時間戳功能，用于記錄事件的入侵時間

支持可配置的入侵檢測

5 個 32 位寬的備份數據寄存器，當發生入侵事件時會復位備份數據寄存器

可屏蔽中斷源

?鬧鐘

?喚醒單元

?時間戳事件

?入侵事件

2RTC功能描述

2.1 RTC模塊系統框圖

RTC中斷請求：

注：

當使用了 PC13 的時間戳或入侵的功能時，如果需要使用 PC13 用做復用功能或者輸出時，需要關閉時間戳或入侵對應的寄存器的使能位釋放 PC13。

RTC_ALARM 為鬧鐘或喚醒標志輸出， RTC_CALB 代表校準時鐘輸出，最終會輸出到 PAD，具體的復用關系參考芯片數據手冊與 RTC_OR 輸出控制寄存器。

TAMP_IN 代表外部入侵管腳， TIM_TS 代表時間戳管腳，具體的對應關系參考芯片數據手冊部分。

2.2 時鐘和預分頻

RTC 時鐘包含3個獨立可配置的時鐘源：分別是 LSE、 LSI、 HSE 時鐘的 128 分頻。RTC 內部包含2個預分頻器用于提供日歷或其它功能的時鐘，分別是一個 7 位的異步預分頻器與15位的同步預分頻器，為了降低功耗，建議將異步預分頻的值設置到可能的最大值。

異步分頻器輸出時鐘為fck_apre；同步預分頻器輸出時鐘為fck_spre。

計算公式如下：

fck_apre時鐘用于為二進制格式的 RTC_SSR 亞秒遞減計數器提供時鐘。當該遞減計數器計數到 0 時，會使用 PREDIV_S 的內容重載 RTC_SSR， fck_spre用于為日歷計數單元提供時鐘。

注：

針對 32.768KHZ 的 LSE 時鐘，異步分頻部分默認設置為 128，同步分頻部分設置為 256，產生1HZ（fck_spre）的時鐘用于日歷計數。

2.3 實時時鐘和日歷

RTC 時間和日期寄存器對應如下：

RTC_SSR 對應于亞秒

RTC_TR 對應于時間

RTC_DR 對應于日期

通過 APB 總線訪問日歷時間與日期寄存器時，由 RTC_CR 寄存器中的 BYPSHAD 位決定訪問實時的日歷寄存器還是影子寄存器，默認情況下訪問的是影子寄存器。

每隔 2 個 RTC 時鐘周期，會將實時的日歷寄存器復制到影子寄存器，并將 RTC_ISR 寄存器的 RSF位置 1，在停機和待機模式下不會執行復制操作。退出這兩種模式時，影子寄存器會在最長 2 個 RTC 時鐘周期后進行更新。影子寄存器可以通過系統復位復位。

2.4 可編程鬧鐘

RTC 鬧鐘單元被劃分為多個位 ，并且每個位支持獨立的使能或屏蔽。具體可以通過配置RTC_ALRMAR 寄存器 MSKx 位以及 RTC_ALRMASSR 寄存器的 MASKSSx 位。

配置 RTC_CR 寄存器中的 ALRAE 位使能可編程鬧鐘功能。當該位為 1，并且配置的 RTC_ALRMAR寄存器的值同當前日歷一致時， RTC_ISR 寄存器中的 ALRAF 位會置 1。同時配置 RTC_CR 寄存器中的ALRAIE 位等于 1 時，會產生鬧鐘中斷輸出。

配置 RTC_CR 寄存器中的位 OSEL[1：0]等于 1， ALRAF 連接到 RTC_ALARM 輸出，配置 RTC_CR寄存器的 POL 位選擇 RTC_ALARM 輸出極性。

MM32L0130的RTC外設還有周期喚醒單元、日歷讀取、復位RTC、RTC數字校準、RTC移位、時間戳、入侵檢測、RTC低功耗喚醒等功能， 在用戶手冊RTC章節有進行詳細描述，大家可以參考查閱，此處不再進行贅述，實驗涉及到再進行說明。

3實驗

3.1 實驗原理

RTC 鬧鐘單元被劃分為多個位，包括日期、星期、小時、分鐘、秒，并且每個位支持獨立的使能或屏蔽。當配置的鬧鐘A寄存器的值與當前日歷（時間/日期）寄存器的值一致時，鬧鐘發生，相應標志置位。如果使能了鬧鐘中斷，則會產生鬧鐘中斷輸出。

配置時間寄存器、日期寄存器的值來初始化日歷，配置鬧鐘A寄存器的值，并使能鬧鐘中斷，每次鬧鐘A寄存器的值與當前時間/日期寄存器的值一致時，鬧鐘發生，產生鬧鐘中斷。讀取日歷，如果查詢到鬧鐘發生，串口打印鬧鐘發生次數與當前日歷數據。

在日歷的基礎上實現鬧鐘功能，為便于觀察和驗證，實驗中配置鬧鐘發生的時間盡可能短，匹配到秒而將其余位屏蔽以使鬧鐘發生。

3.2 程序設計

3.21 RTCCAL_Initialize() 函數

函數實現日歷初始化配置，按如下步驟初始化日歷時間與日期寄存器：

1配置 RTC_ISR 寄存器中的 INIT 位為 1 以進入初始化模式

2等待 RTC_ISR 寄存器中的 INITF 位被硬件置 1

3編程 RTC_PRER 寄存器，配置同步與異步預分頻系數

4配置影子寄存器(RTC_TR 和 RTC_DR)，加載日歷初值，配置 RTC_CR 寄存器中的 FMT 位選擇 12 或 24 小時制

5清除 RTC_ISR 寄存器中的 INIT 位退出初始化模式

注：

約 4 個 RTC 時鐘周期后，影子寄存器配置值加載到內部實時計數器。初始化影子寄存器后，等待 RTC_ISR 寄存器的 RSF 位置 1，才能讀取日歷。

voidRTCCAL_Initialize(void)
{
//Checkiftheclockisconfiguredforthefirsttime
RTCCAL_InitTypeDefinit_struct;
RTCCAL_TimeTypeDefsetTimeStruct;
RTCCAL_DateTypeDefsetDateStruct;
u16temp=0;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR,ENABLE);//(1)
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);//(2)
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//(3)
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
delay_x_cycle(2000);
//CheckwhetherthespecifiedRCCmarkerissetornot,andwaitforthe
//low-speedcrystaloscillatortobeready
while(1){
if(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)!=RESET){//(4)
break;
}
temp++;
if(temp>=LSE_READY_TIMEOUT){
while(1){
__NOP();
}
}
delay_x_cycle(10);
}
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_RTC,ENABLE);
//SettingRTCClock
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTCCAL_EnterInitMode();//(5)
RTCCAL_WaitForSynchro();

RTCCAL_StructInit(&init_struct);
init_struct.RTCCAL_AsynchPrediv=0x7F;//(6)
init_struct.RTCCAL_SynchPrediv=0xFF;
init_struct.RTCCAL_HourFormat=RTCCAL_HourFormat_24;
RTCCAL_Init(&init_struct);

RTCCAL_TimeStructInit(&setTimeStruct);
setTimeStruct.RTCCAL_H12=RTCCAL_H12_AM;//(7)
setTimeStruct.RTCCAL_Hours=15;
setTimeStruct.RTCCAL_Minutes=34;
setTimeStruct.RTCCAL_Seconds=0;
RTCCAL_SetTime(RTCCAL_Format_BCD,&setTimeStruct);

RTCCAL_DateStructInit(&setDateStruct);
setDateStruct.RTCCAL_Year=0x16;//(8)
setDateStruct.RTCCAL_Month=0x0A;
setDateStruct.RTCCAL_Date=0x1A;
setDateStruct.RTCCAL_WeekDay=0x01;
RTCCAL_SetDate(RTCCAL_Format_BCD,&setDateStruct);

RTCCAL_WaitForSynchro();
RTCCAL_ExitInitMode();//(9)
}

（1）、（2）配置 RTC 需要使能 PWR 和 BKP 的時鐘

（3）RTC 寄存器寫保護，取消備份域的寫保護

（4）等待 LSE 時鐘穩定，選擇 LSE 作為 RTC 時鐘源

（5）確認 RTC 進入初始化模式

（6）配置 RTC 預分頻寄存器，時鐘頻率為 1HZ

（7）配置 PTC_TR時間寄存器，更新時間

（8）配置 PTC_DR日期寄存器，更新日期

（9）RTC 退出初始化模式

3.22 RTCCAL_AlarmConfig() 函數

函數實現鬧鐘初始化配置，按如下步驟編程鬧鐘：

1配置 RTC_CR 中的 ALRAE 位等于 0 禁止鬧鐘 A

2等待 RTC_ISR 寄存器中的 ALRAWF 位等于 1

3設置鬧鐘寄存器（RTC_ALRMASSR/RTC_ALRMAR）

4配置 RTC_CR 寄存器中的 ALRAE 位等于 1 使能鬧鐘 A

注：

對 RTC_CR 寄存器執行的寫操作。約 2 個 RTC 時鐘周期同步后生效。

voidRTCCAL_AlarmConfig(void)
{
RTCCAL_AlarmTypeDefRTCCAL_AlarmStructure;
RTCCAL_NVIC_Config();//(1)
//SetthealarmAMasks
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmMask=(RTCCAL_ALRMAR_MSK4|RTCCAL_ALRMAR_MSK3|RTCCAL_ALRMAR_MSK2);//(2)
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmDateWeekDaySel=RTCCAL_AlarmDateWeekDaySel_Date;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmDateWeekDay=RTCCAL_Weekday_Monday;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmTime.RTCCAL_Hours=0;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmTime.RTCCAL_Minutes=0;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmTime.RTCCAL_Seconds=9;
if(ERROR==RTCCAL_AlarmCmd(RTCCAL_Alarm_A,DISABLE)){
while(1){};
}
RTCCAL_SetAlarm(RTCCAL_Format_BCD,RTCCAL_Alarm_A,&RTCCAL_AlarmStructure);

RTCCAL_AlarmSubSecondConfig(RTCCAL_Alarm_A,0xFF,RTCCAL_AlarmSubSecondMask_SS14_5);//(3)
//EnablealarmAinterrupt
RTCCAL_ITConfig(RTCCAL_IT_ALRA,ENABLE);//(4)
if(ERROR==RTCCAL_AlarmCmd(RTCCAL_Alarm_A,ENABLE)){
while(1){};
}
}

（1）配置RTC鬧鐘中斷，RTC&BKP全局中斷連接到 EXTI17

（2）配置鬧鐘A寄存器，屏蔽日期/星期、時、分，僅匹配秒

（3）配置鬧鐘A亞秒寄存器

（4）使能鬧鐘A中斷

3.23 RTC_BKP_IRQHandler() 函數

RTC鬧鐘中斷服務子程序，記錄鬧鐘中斷次數，置位標志位。

voidRTC_BKP_IRQHandler(void)
{
if(RTCCAL_GetITStatus(RTCCAL_IT_ALRA)!=RESET){
RTCCAL_ClearITPendingBit(RTCCAL_IT_ALRA);
Flag_ALARM=1;
if(AlarmCount>500){
RCC_RTCCLKCmd(DISABLE);
AlarmCount=0;
}
else{
AlarmCount++;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);
}
}

3.24 main() 函數

函數實現各模塊初始化，在循環中獲取當前日期、時間，查詢到鬧鐘發生，打印當前日期、時間。

s32main(void)
{
RTCCAL_DateTypeDefRTCCAL_tempDate;
RTCCAL_TimeTypeDefRTCCAL_tempTime;
DELAY_Init();
CONSOLE_Init(115200);
RTCCAL_LSE_DemoInit();
while(1){
if(Flag_ALARM==1){
Flag_ALARM=0;
printf("Alarmclockwastriggered%dtimes!
",AlarmCount);
printf("20");
printf("%02d-",RTCCAL_tempDate.RTCCAL_Year);
printf("%02d-",RTCCAL_tempDate.RTCCAL_Month);
printf("%02d	",RTCCAL_tempDate.RTCCAL_Date);
printf("%02d:",RTCCAL_tempTime.RTCCAL_Hours);
printf("%02d:",RTCCAL_tempTime.RTCCAL_Minutes);
printf("%02d
",RTCCAL_tempTime.RTCCAL_Seconds);
printf("
");
}
}
}

3.3 實驗演示

下載程序運行，觀察串口調試助手：

串口調試助手間隔打印數據，比較前后兩次數據的日期和時間，相差1分鐘，在每分鐘的第9秒鬧鐘發生，和鬧鐘寄存器配置一致，運行情況和預期設計相符。

審核編輯：湯梓紅