从0到1：STM32 RTC定时器配置全流程

1. 什么是RTC？

RTC（Real-Time Clock） 是嵌入式系统中用于提供独立计时功能的硬件模块，具有以下特点：

• 独立于主系统时钟（即使MCU进入低功耗模式仍可运行）
• 提供日历功能（年/月/日/时/分/秒/亚秒）
• 支持闹钟中断和周期性唤醒
• 由备用电池供电（VBAT引脚），主电源断开后仍可保持计时

20位的可编程预分频器，可适配不同频率的输入时钟。
可选择三种RTC时钟源：
HSE时钟除以128（通常为8MHz/128）
LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）
LSI振荡器时钟（40KHz）

2. RTC驱动步骤

简化的RTC框图

RTC驱动步骤

• 必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位，使RTC进入配置模式后，才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器
• 对RTC任何寄存器的写操作，都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位，判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是1时，才可以写入RTC寄存器
  

3. 常用HAL库函数

4. 关键寄存器说明

RTC控制寄存器

5. 读写RTC时间实验

RTC初始化

RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0};
void rtc_init(void)
{
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();
    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();
    
    rtc_handle.Instance = RTC;
    rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767;
    rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;
    HAL_RTC_Init(&rtc_handle);
}

设置msp函数

void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    __HAL_RCC_RTC_ENABLE();
    
    RCC_OscInitTypeDef osc_initstruct = {0};
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef periphclk_initstruct = {0};
    
    osc_initstruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;
    osc_initstruct.LSEState = RCC_LSE_ON;
    osc_initstruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    HAL_RCC_OscConfig(&osc_initstruct);

    periphclk_initstruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;
    periphclk_initstruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;
    HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&periphclk_initstruct);
}

获取时间

void rtc_get_time(void)
{
    RTC_TimeTypeDef rtc_time = {0};
    RTC_DateTypeDef rtc_date = {0};
    
    HAL_RTC_GetTime(&rtc_handle, &rtc_time, RTC_FORMAT_BIN);
    HAL_RTC_GetDate(&rtc_handle, &rtc_date, RTC_FORMAT_BIN);
    
    printf("rtc time: %d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\r\n", rtc_date.Year + 2000, rtc_date.Month, rtc_date.Date,
        rtc_time.Hours, rtc_time.Minutes, rtc_time.Seconds);
}

设置时间

void rtc_set_time(struct tm time_data)
{
    RTC_TimeTypeDef rtc_time = {0};
    RTC_DateTypeDef rtc_date = {0};
    
    rtc_time.Hours = time_data.tm_hour;
    rtc_time.Minutes = time_data.tm_min;
    rtc_time.Seconds = time_data.tm_sec;
    HAL_RTC_SetTime(&rtc_handle, &rtc_time, RTC_FORMAT_BIN);
    
    rtc_date.Year = time_data.tm_year - 2000;
    rtc_date.Month = time_data.tm_mon;
    rtc_date.Date = time_data.tm_mday;
    HAL_RTC_SetDate(&rtc_handle, &rtc_date, RTC_FORMAT_BIN);
    
    while(!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&rtc_handle, RTC_FLAG_RTOFF));
}

主函数

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "uart1.h"
#include "rtc.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    uart1_init(115200);
    rtc_init();
    printf("hello world!\r\n");
    
    if(rtc_read_bkr(1) != 0xA5A5)
    {
        rtc_write_bkr(1, 0xA5A5);
        printf("读出来的值为：%X\r\n", rtc_read_bkr(1));
        
        struct tm time_data;
        time_data.tm_year = 2024;
        time_data.tm_mon = 7;
        time_data.tm_mday = 1;
        time_data.tm_hour = 16;
        time_data.tm_min = 50;
        time_data.tm_sec = 30;
        rtc_set_time(time_data);
    }

    while(1)
    { 
        rtc_get_time();
        delay_ms(1000);
    }
}

6. RTC闹钟实验

使用RTC闹钟中断，可使用闹钟功能。

初始化RTC时钟

RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0};
void rtc_init(void)
{
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();
    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();
    
    rtc_handle.Instance = RTC;
    rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767;
    rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;
    HAL_RTC_Init(&rtc_handle);
}

void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    __HAL_RCC_RTC_ENABLE();
    
    RCC_OscInitTypeDef osc_initstruct = {0};
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef periphclk_initstruct = {0};
    
    osc_initstruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;
    osc_initstruct.LSEState = RCC_LSE_ON;
    osc_initstruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    HAL_RCC_OscConfig(&osc_initstruct);

    periphclk_initstruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;
    periphclk_initstruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;
    HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&periphclk_initstruct);
    
    HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn, 2, 2);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
}

RTC中断函数

void RTC_Alarm_IRQHandler(void)
{
    HAL_RTC_AlarmIRQHandler(&rtc_handle);
}

void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    printf("ring ring ring...\r\n");
}

设置闹钟函数

void rtc_set_alarm(struct tm alarm_data)
{
    RTC_AlarmTypeDef alarm = {0};
    
    alarm.Alarm = RTC_ALARM_A;
    alarm.AlarmTime.Hours = alarm_data.tm_hour;
    alarm.AlarmTime.Minutes = alarm_data.tm_min;
    alarm.AlarmTime.Seconds = alarm_data.tm_sec;
    HAL_RTC_SetAlarm_IT(&rtc_handle, &alarm, RTC_FORMAT_BIN);
}

主函数

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "uart1.h"
#include "rtc.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    uart1_init(115200);
    rtc_init();
    printf("hello world!\r\n");
    
    if(rtc_read_bkr(1) != 0xA5A5)
    {
        rtc_write_bkr(1, 0xA5A5);
        printf("读出来的值为：%X\r\n", rtc_read_bkr(1));
        
        struct tm time_data, alarm_data;
        time_data.tm_year = 2024;
        time_data.tm_mon = 7;
        time_data.tm_mday = 1;
        time_data.tm_hour = 16;
        time_data.tm_min = 50;
        time_data.tm_sec = 30;
        rtc_set_time(time_data);
        
        alarm_data.tm_hour = 16;
        alarm_data.tm_min = 50;
        alarm_data.tm_sec = 40;
        rtc_set_alarm(alarm_data);
    }

    
    

    while(1)
    { 
        rtc_get_time();
        delay_ms(1000);
    }
}

7. 注意事项

1. 备份寄存器操作：修改RTC配置前需先禁用写保护（PWR->CR |= PWR_CR_DBP）
2. 时钟源选择：LSE精度高但需要外部晶振，LSI无需外部元件但精度较低
3. 中断处理：必须及时清除中断标志，否则会持续触发
4. 低功耗模式：RTC在Standby模式下仍可正常工作
5. 计数器溢出：约136年后自动归零（32位计数器@1Hz）

使用RTC时钟，我们发现并没有实现实时时钟的功能，如果我们需要准确的时间，我们可以使用EPS8266链接WIFI,然后通过HTTP来获取最新时间。

本笔记基于STM32标准外设库编写，适用于需要理解RTC工作原理的开发者。实际开发时需结合具体硬件设计和需求调整参数。