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2025/12/18 20:46:56
一、前言
1.RTC简介
RTC（Real Time Clock，实时时钟），是一个掉电后仍然可以继续运行的独立定时器。
RTC模块拥有一个连续计数的计数器，在相应的软件配置下，可以提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置当前时间和日期。RTC还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。
2.硬件架构
STM32 RTC 的核心架构分为 3 层，保证独立运行和低功耗：
- 备份域：包含 RTC 寄存器、备份寄存器（用户可存少量掉电不丢数据），由 VBAT 供电，主电源掉电后数据不丢失；
- 时钟模块：选择 LSE/LSI 作为时钟输入，经分频后驱动 RTC 计数核心；
- 中断 / 唤醒模块：闹钟、周期唤醒事件触发中断，可直接唤醒 CPU（停止 / 待机模式），无需 CPU 预运行。
2.1主电源与备用电源的区别
STM32 芯片的供电分为两个核心部分，两者分工明确：
VBAT 的唯一作用是「主电源掉电时给备份域（RTC + 备份寄存器）供电」；如果完全不需要这个 “掉电保持” 功能，VBAT 就失去了 “备用供电” 的意义，只需让它和主电源共用同一路电即可。
3 RTC功能框图
RTC实时时钟会产生两路信号，一个是为日历服务的秒信号，还有一路为闹钟服务，闹钟信号也来自于秒信号
4 RTC时钟源
RTC有3路时钟来源：HSE（8MHz）/128、LSE（32.768KHz）、LSI（40KHz）。其中，如果使用HSE或LSI的话，当主电源掉电的话，这两个始终都会受到影响，RTC就无法正常工作。所以，一般的通用做法是使用LSE。2个原因，一是LSE不受主电源掉电的影响（在BKP中），二是它的频率是32768Hz，正好是2^15，分频容易实现。
1)APB1接口
用来和APB1总线相连。此单元还包含一组16位寄存器，可通过APB1总线对其进行读写操作。APB1接口由APB1总线时钟驱动，用来与APB1总线连接。
通过APB1接口可以访问RTC的相关寄存器（预分频值、计数器值、闹钟值）。
2)RTC预分频模块
这个模块是RTC预分频模块，属于后备区域，VDD掉电后，可以在VBAT下继续运行。包含了一个20位的可编程分频器（RTC预分频器）。它可编程产生 1 秒的 RTC 时间基准 TR_CLK。
秒信号获取的方式： RTCCLK = 32768 Hz
3)32位可编程计数器
这个模块也属于后备区域，是一个32位的可编程计数器，可被初始化为当前的系统时间。一个32位的时钟计数器，
4）中断
从图中可以看到一共有3个中断：
- 秒中断：每计时1s产生一次中断。
- 计数器溢出中断。136年才会产生溢出，一般用不上。
RTC闹钟中断。RCT_CN和RTC_ALR会比较相等，如果相等表示闹钟时间到，会产生闹钟中断
二、代码
需求 : 测试STM32芯片进入低功耗 - 待机模式 RTC唤醒芯片
Dri_RTC.c:（1）初始化RTC函数（2）设置闹钟
/** * 实时（Real Time）时钟 - 初始化 */ void Dri_RTC_Init(void) { // 1. 开启时钟 // ● 设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备接口时钟 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_BKPEN; RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN; // ● 设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问。 PWR->CR |= PWR_CR_DBP; // 2. 配置RTC // 配置RTC时钟源 // Enable LSE RCC->BDCR |= RCC_BDCR_LSEON; // LSE is Ready while ( ( RCC->BDCR & RCC_BDCR_LSERDY ) == 0 ); // ● 可以选择以下三种RTC的时钟源： // ─ HSE时钟除以128； // ─ LSE振荡器时钟； // ─ LSI振荡器时钟 // RCC->BDCR &= ~RCC_BDCR_RTCSEL_1; // RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCSEL_0; RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCSEL_LSE; // 32.768K Hz RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCEN; // 配置秒信号:RTC_PRL // 配置过程： // 1. 查询RTOFF位，直到RTOFF的值变为’1’ while ( ( RTC->CRL & RTC_CRL_RTOFF ) == 0 ) ; // 2. 置CNF值为1，进入配置模式 RTC->CRL |= RTC_CRL_CNF; // 3. 对一个或多个RTC寄存器进行写操作 // 32.768K Hz => PRL(32768) => 1HZ // 16 bit RTC->PRLL = 0x7FFF; // 0x7FFF + 1 = 0x8000 => 1 0000 0000 0000 000 = 65535 + 1 // 4 bit RTC->PRLH = 0; // 4. 清除CNF标志位，退出配置模式 RTC->CRL &= ~RTC_CRL_CNF; // 5. 查询RTOFF，直至RTOFF位变为’1’以确认写操作已经完成。 while ( ( RTC->CRL & RTC_CRL_RTOFF ) == 0 ) ; } /** * 实时（Real Time）时钟 - 设定闹钟 */ void Dri_RTC_SetAlarm(uint32_t sec) { // 配置闹钟信号 // 配置RTC_CNT // 配置RTC_ALR // 1. 查询RTOFF位，直到RTOFF的值变为’1’ while ( ( RTC->CRL & RTC_CRL_RTOFF ) == 0 ) ; // 2. 置CNF值为1，进入配置模式 RTC->CRL |= RTC_CRL_CNF; // 3. 对一个或多个RTC寄存器进行写操作 RTC->CNTL = 0; RTC->CNTH = 0; RTC->ALRL = sec; // Low 16 bit RTC->ALRH = sec >> 16; // High 16 bit // 4. 清除CNF标志位，退出配置模式 RTC->CRL &= ~RTC_CRL_CNF; // 5. 查询RTOFF，直至RTOFF位变为’1’以确认写操作已经完成。 while ( ( RTC->CRL & RTC_CRL_RTOFF ) == 0 ) ; }main函数：待机模式常规代码以及rtc设置闹钟函数
#include "USART.h" #include "SysTick.h" #include "stm32f10x.h" #include "LED.h" #include <stdio.h> #include "KEY.h" #include "Dri_RTC.h" /** * 需求 : 测试STM32芯片进入低功耗 - 待机模式 */ /** * 待机模式 */ void enter_standby_mode() { // 深睡眠 SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP; // 掉电 PWR->CR |= PWR_CR_PDDS; // 清除唤醒标志位 PWR->CR |= PWR_CR_CWUF; // 使能唤醒引脚 //PWR->CSR |= PWR_CSR_EWUP; __wfi(); } /** * 停止模式 */ void enter_stop_mode() { // 开启时钟 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN; // 深睡眠 SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP; // 掉电 PWR->CR &= ~PWR_CR_PDDS; // 低功耗 PWR->CR |= PWR_CR_LPDS; __wfi(); } /** * 睡眠模式 */ void enter_sleep_mode() { // 浅睡眠 SCB->SCR &= ~SCB_SCR_SLEEPDEEP; SCB->SCR &= ~SCB_SCR_SLEEPONEXIT; // 立即进入睡眠 //SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPONEXIT; // 所有中断程序处理完后再进入睡眠 __wfi(); } void system_clock_reset(void) { __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0; /* Enable HSE */ RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); do { HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; StartUpCounter++; } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT)); /* PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */ RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLMULL)); RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9); /* Enable PLL */ RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; /* Wait till PLL is ready */ while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) { } /* Select PLL as system clock source */ RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW)); RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL; /* Wait till PLL is used as system clock source */ while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08) { } } int main(void) { USART_Init(); Dri_RTC_Init(); KEY_Init(); LED_Init(); LED_On(LED_BLUE); // 开启时钟 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN; // !获取芯片待机状态，判断之前是否曾经进入过待机模式 if ( (PWR->CSR & PWR_CSR_SBF) != 0 ) { printf("STM32芯片从待机模式被"); // 复位状态 PWR->CR |= PWR_CR_CSBF; if ( (PWR->CSR & PWR_CSR_WUF) == 0 ) { printf("Reset复位键唤醒 \n"); } else { // 复位状态 PWR->CR |= PWR_CR_CWUF; printf("RTC闹钟唤醒 \n"); } } printf("测试STM32芯片进入低功耗 - 待机模式 \n"); printf("5s后STM32芯片进入待机模式 \n"); SysTick_DelayS(2); printf("3s后STM32芯片进入待机模式 \n"); SysTick_DelayS(1); printf("2s后STM32芯片进入待机模式 \n"); SysTick_DelayS(1); printf("1s后STM32芯片进入待机模式 \n"); SysTick_DelayS(1); // !在进入待机模式前设定闹钟 Dri_RTC_SetAlarm(3); // !进入待机模式 enter_standby_mode(); while(1) { } }三、寄存器
RTC_PRLH/RTC_PRLL 低位16：高位4：
RTC_CNTH/RTC_CNTL 高16位 低16位
RTC_ALRH/RTC_ALRL
四、HAL库
4.1配置RCC\SYS\USART1
4.2配置Timers-RTC-
4.3VSCODE
倒计时3s闹钟唤醒程序
五、拓展延伸
需求：设定当前时间
分析：需要设置当前时间，然后在获得当前时间。
/** * 实时（Real Time）时钟 - 设定当前时间（秒） */ void Dri_RTC_SetTime(uint32_t sec) { // 1. 查询RTOFF位，直到RTOFF的值变为’1’ while ( ( RTC->CRL & RTC_CRL_RTOFF ) == 0 ) ; // 2. 置CNF值为1，进入配置模式 RTC->CRL |= RTC_CRL_CNF; // 3. 对一个或多个RTC寄存器进行写操作 RTC->CNTL = sec; RTC->CNTH = sec >> 16; // 4. 清除CNF标志位，退出配置模式 RTC->CRL &= ~RTC_CRL_CNF; // 5. 查询RTOFF，直至RTOFF位变为’1’以确认写操作已经完成。 while ( ( RTC->CRL & RTC_CRL_RTOFF ) == 0 ) ; } /** * 实时（Real Time）时钟 - 设定时间（秒） */ uint32_t Dri_RTC_GetTime() { return (RTC->CNTH << 16) | RTC->CNTL; }main.c:
（1）获取1900到现在有多少s。将 RTC 输出的 Unix 时间戳（秒级，从 1970-01-01 00:00:00 UTC 起的秒数）转换为「本地时区的年月日时分秒结构化数据
（2）sprintf函数进行拼接字符串， 获取系统的几个函数，放到while里面 每隔1s刷新获取最新的时间
先拆解代码功能
这段代码的核心是：将 RTC 输出的 Unix 时间戳（秒级，从 1970-01-01 00:00:00 UTC 起的秒数）转换为「本地时区的年月日时分秒结构化数据」，其中
localtime(&sec)是实现这一转换的核心函数。二、
localtime()函数详解1. 函数基本信息
- 所属库：C 标准库
<time.h>（嵌入式系统中需确认编译器 / SDK 是否支持，如 STM32 的 ARMCC/ARMClang 均兼容）；- 函数原型：
struct tm *localtime(const time_t *timer);
- 入参：
const time_t *timer—— 指向 Unix 时间戳的指针（time_t本质是long/uint32_t类型，代表秒级时间戳）；- 返回值：
struct tm *—— 指向结构化时间数据的指针（内存通常为静态分配，无需手动释放，但会被后续调用覆盖）。2. 核心作用
将「秒级时间戳」（纯数字）解析为人类可读的「本地时区日历时间」，并填充到
struct tm结构体中。
- “本地时区”：函数会自动根据系统 / 编译器配置的时区偏移（如东八区 UTC+8），将 UTC 时间戳转换为本地时间；
- 结构化解析：把单调递增的秒数，拆解为年、月、日、时、分、秒、星期等独立字段。
int main(void) { Dri_RTC_Init(); Int_LCD_Init(); Int_LCD_ClearScreen(BLUE); uint8_t date_string[20] = {0}; // 1. 如何获取到当前秒 Dri_RTC_SetTime(1765966710); while(1) { // 2. 如何根据当前时间生成时间字符串 //uint8_t *date_string = "2025-01-17 09:58:00"; uint32_t sec = Dri_RTC_GetTime(); struct tm *rtc_date = localtime(&sec); sprintf((char *)date_string, "%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", rtc_date->tm_year + 1900, rtc_date->tm_mon + 1, rtc_date->tm_mday, rtc_date->tm_hour, rtc_date->tm_min, rtc_date->tm_sec ); Int_LCD_DisplayASCIIString(0,0,16,32,date_string,WHITE,BLUE); SysTick_DelayS(1); } }六、归纳总结
RTC和TIM对比
应用场景
- 时间戳记录：记录传感器采集数据的时间（如温湿度采集、故障报警时间）；
- 定时唤醒：低功耗设备周期性唤醒（如每 10 分钟采集一次数据，其余时间休眠）；
- 闹钟提醒：工业设备的定时任务（如定时开关机、定时上报数据）；
- 掉电计时：主电源掉电后，备用电池维持 RTC 运行，恢复供电后可追溯掉电时长；
- 人机交互：显示屏显示实时日期 / 时间（如智能电表、手持终端）。