RTC介绍、寄存器详解以及应用示例

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实时时钟的缩写是RTC(Real_time clock)。RTC 是集成电路，通常称为时钟芯片。RTC通常情况下需要外接32.768kHz晶体，匹配电容、备份电源等元件。RTC除了I/O口的定位不同，还有功能上的区别，比如与mcu的接口，现在常用的是I2C接口（距离短，可以与其他器件共用）还有RAM的数量、静态功耗大小、中断的数量，特别是精度的区别。 RTC的精度可以说与温度有很大的关系，而温度会影响晶体的频率。本章介绍的是集成在芯片内部的时钟功能模块。
1 RTC介绍
在一个嵌入式系统中，通常采用RTC 来提供可靠的系统时间，包括时分秒和年月日等，而且要求在系统处于关机状态下它也能够正常工作（通常采用后备电池供电）。它的外围也不需要太多的辅助电路，典型的就是只需要一个高精度的32.768kHz晶体和电阻电容等，如图1所示。
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8 T; Y+ w6 F# o1 d& x% i7 Y2 RTC控制器

/ x! ~9 M: D" o- F+ a实时时钟（RTC）单元可以通过备用电池供电，因此，即使系统电源关闭，它也可以继续工作。RTC 可以通过STRB/LDRB 指令将8 位BCD 码数据送至CPU。这些BCD 数据包括秒、分、时、日期、星期、月和年。RTC 单元通过一个外部的32.768kHz晶振提供时钟。
, J  ?" W' X" I$ {2 o+ Z; m! d4 S; `
        ● 时钟数据采用BCD 编码。
' w6 E  t5 j( x1 C8 e4 [% `        ● 能够对闰年的年月日进行自动处理。
. G2 d# b; a' N6 H# N  e: d( V        ● 具有告警功能，当系统处于关机状态时，能产生告警中断。
* Q6 b2 l7 N$ P1 T6 c        ● 具有独立的电源输入。
        ● 提供毫秒级时钟中断，该中断可用于作为嵌入式操作系统的内核时钟。
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3 RTC控制器寄存器详解

如表3所示为相关寄存器描述。
) f* }4 x! c9 q8 [

$ h  C. j3 z3 ]% g5 c2 f7 \如表4所示为BCD秒寄存器描述。

$ U: N/ C8 ]  b% y  t如表5所示为BCD分钟寄存器描述。

如表6所示为BCD小时寄存器描述。

如表7所示为BCD日期寄存器描述。

: n. x" i' X& B7 ?! i5 [: G如表8所示为BCD星期寄存器描述。

6 n( L2 H) D  T+ c0 t$ ]$ s如表9所示为BCD月寄存器描述。
, P( d" l6 v" X; O0 P" Q0 t$ Q$ X

如表10所示为BCD年寄存器描述。
; ?# g' U6 t% u

2 i. d" Y4 h" U; h4 RTC应用示例
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1)．相关寄存器定义
. G  Y) p9 @% t' Q1 B, [

• typedef struct {
•                         unsigned int BCDSEC;
•                         unsigned int BCDMIN;
•                         unsigned int BCDHOUR;
•                         unsigned int BCDDATE;
•                         unsigned int BCDDAY;
•                         unsigned int BCDMON;
•                         unsigned int BCDYEAR;
•         }rtcbcd;
•         #define RTCBCD (* (volatile rtcbcd *)0xEA300070)
  6 A1 U' _6 n2 E- R, G7 x* y6 P

& A: w: x; R' l( K
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2)．主程序
: C$ R$ g: p) e9 e9 d
* c) B# b$ b8 P; M8 V下面的代码实现了一个将RTC的年月日、时分秒读出的功能，可以将注释掉的代码打开来复位值。
2 q% g4 t# x7 h9 I+ I
' ~# A( K. ]- e  m7 b& s6 f

• void rtc_init(void)
•         {
•                 RTCCON = 0X01; //使能RTC控制些功能
•                 RTCBCD.BCDSEC = 0x0; // 2012 03 15, 12:59:00.以BCD码格式写入
•                 RTCBCD.BCDMIN = 0x59;
•                 RTCBCD.BCDHOUR =0x12;
•    &nbsnbsp;            RTCBCD.BCDDATE = 0x15;
•                 RTCBCD.BCDMON = 0x03;
•                 RTCBCD.BCDYEAR = 0x12;
•                 RTCCON = 0; //关闭RTC控制些功能
•         }
•         int main()
•         {
•                 unsigned int i = 0;
•                 uart0_init();
•                 rtc_init(); //初始化时间
•                 while(1) //循环打印时间
•                 {
•                         printf("hour %x : min %x : sec %x\r",RTCBCD.BCDHOUR,RTCBCD.BCDMIN,RTCBCD.BCDSEC);
•                         for(i=0;i<10000000;i++);
•                 }
•                 return 0;
•         }
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, x  a5 ^) t# n. c: ~0 ?" Z- o3 Y* p
2 q% O+ B. C* q, g7 s: J' @8 G复制代码

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3)．实验过程及现象：
& [  b7 I1 O. N2 l
- X+ ]# p# ]2 @0 }编译生成的.elf文件，硬件接线。并连接好FS_JTAG仿真器套件。将程序编译后获得.elf文件，将该文件通过仿真器下载并运行在目标版上，终端打印信息如下所示。


5 I+ n8 |6 Z$ x' C% U+ e  p3 U' _
# b" |5 K" x$ E( y

• hour 12 : min 59 : sec 17
•         hour 12 : min 59 : sec 18
•         hour 12 : min 59 : sec 19
•         hour 12 : min 59 : sec 20
  

复制代码

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RTC 可以通过STRB/LDRB 指令将8 位BCD 码数据送至CPU

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实时时钟（RTC）单元可以通过备用电池供电