5 RTC时钟

1 简介

RTC（Real_Time Clock）实时时钟，可以像时钟一样输出实际时间的电子设备，一般是集成电路，也称时钟芯片，其核心为晶振（晶体谐振器），分为内部晶振和外部晶振，晶振频率为2的15次方32768Hz，即分频15次为1Hz，晶振为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号来产生秒、分、时、日等信息。

该模块拥有一组连续计数的计数器，具有提供包含日期和时间的日历功能，除了亚秒以二进制码显示，其余皆以BCD码显示，修改计数器的值可以重新设置系统当前时间和日期。

2 特性

（1）由于晶振频率受温度影响，因此需要进行补偿，RTC可以通过软件设置实现夏令时补偿。

（2）低功耗，RTC可以工作在省电模式下，并通过软件配置来智能唤醒。唤醒后或系统复位后，RTC的设置和时间维持不变。

（3）参考时钟检测功能：可通过外接更高精度的低频时钟源来提高精度

（4）数字校准功能：通过调整最小时间单位来进行日历校准。

（5）通过移位功能进行亚秒级调整。

（6）提供到2099年内的日历功能。

（7）记录事件时间的时间戳功能。

（8）可编程的日历和两个位域可屏蔽的闹钟。

（9）可屏蔽的中断源：闹钟0和1；时间戳检测；侵入检测；自动唤醒事件。

（10）20个32位通用别分寄存器，可以在省电模式下保存数据，当有外部事件侵入时，备份寄存器将会复位。

3 RTC结构

由RTC结构框图可知RTC主要组成包括以下几部分：

（1）闹钟事件/中断和侵入事件/中断。

（2）32位备份寄存器。

（3）16位自动递减计数器

主要用于周期性产生唤醒标志，该功能通过WTEN置1来使能，可以工作在省电模式。

（4）3个时钟源。

（5）两种数字粗校准方法

数字粗校准和数字平滑校准。注意两种方法不可以同时使用。前者以异步预分频器输出为源，增加或减少ck_apre周期，后者通过调整校准周期内RTC时钟脉冲个数方式来校准RTC频率

（6）4种可选的RTC输入功能和4种可选的RTC输出功能。

（7）2个预分频

一个7位异步预分频，主要用于降低功耗；一个15位同步预分频。同时使用的时候，建议异步分频器的值尽可能大。

（8）影子寄存器。

当APB总线访问RTC日历寄存器RTC_DATE、RTC_TIME、RTC_SS时，BPSHAD=0时（默认为0），APB总线访问影子寄存器。每两个RTC时钟影子寄存器值会更新为真实日历寄存器的值。同时RSYNF位也会再次置位。在Deep-sleep和Standby模式时，影子寄存器不会更新。退出这两种模式，软件必须清除RSYNF位。如果想要在BPSHAD=0时读取日历寄存器的值，需等待RSYNF置1。当系统复位时将复位影子寄存器。

（9）各类寄存器

如RTC真实日历寄存器、RTC控制寄存器、RTC预分频寄存器、RCT唤醒定时器寄存器、RTC粗校准寄存器、RTC侵入寄存器等等。

图1 GD32450i-EVAL的RTC架构图

4 RTC程序初始化

static void rtc_pre_config(void)

{

    /* enable access to RTC registers in backup domain */

    rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU); //使能PMU时钟

    pmu_backup_write_enable();

//PMU_CTL寄存器BKPWEN位被清零，因此写RTC寄存器需要先写该位

    #if defined (RTC_CLOCK_SOURCE_IRC32K)   

          rcu_osci_on(RCU_IRC32K);

          rcu_osci_stab_wait(RCU_IRC32K);

          rcu_rtc_clock_config(RCU_RTCSRC_IRC32K);

          prescaler_s = 0x13F;

          prescaler_a = 0x63;

    #elif defined (RTC_CLOCK_SOURCE_LXTAL)

          rcu_osci_on(RCU_LXTAL);//打开晶振并选择晶振类型

          rcu_osci_stab_wait(RCU_LXTAL);.//晶振准备就绪

          rcu_rtc_clock_config(RCU_RTCSRC_LXTAL);//配置RTC时钟源

   prescaler_s = 0xFF;

          prescaler_a = 0x7F;

    #else

    #error RTC clock source should be defined.

    #endif /* RTC_CLOCK_SOURCE_IRC32K */

    rcu_periph_clock_enable(RCU_RTC); //启用RTC时钟

    rtc_register_sync_wait();

           //等待直到RTC_TIME和RTC_DATE寄存器与APB时钟同步，并且影子寄存器被更新

}

5 运行结果

除RTC相关配置只需要额外附加串口打印函数即可，硬件部分连接与前面串口系列一致。当程序运行时候，串口软件显示默认时间，每次按下wakeup按键的时候，会重新设置时间，并显示到串口，具体结果如图2所示。

图2 串口时间显示

其中的系统时间可以修改具体如下图所示，在中断回调函数中修改系统时间即可实现对上述显示时间的修改。具体如图3所示。

图3 中断回调函数时间修改

修改上述程序后，再次下载到开发板，可见系统显示时间如下图所示。

图4 修改后时间显示

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