RTC实时时钟

一、简介

RTC是一个独立的BCD格式定时器，提供一个时钟日历，两个可编程报警中断，一个具有中断功能周期性可编程唤醒标志，RTC和时钟配置系统处于后备区域。

通过两个32位寄存器以BCD格式实现秒、分钟、小时（12、24小时制），日（星期）、月和年等信息。只要有电（VBAT提供），RTC就永不停止。RTC时钟源RTCCLK可从LSE、LSI和Divided HSE三者中选择，通常情况下使用LSE。$32768=2^{15}$，经过15位分频器的自然溢出即可得到1Hz的频率，15位的计数器从0开始计数，计到最大值32767自然溢出，这个溢出信号就是1Hz信号。

RTCCLK先进行平滑校准，然后进行非同步预分频，最后进行同步预分频得到1Hz。相关频率计算公式如下：$f_{CK-APRE}=\frac{f_{RTCCLK}}{PREDIV-A+1}$，$f_{CK-APRE}$是用于为二进制$RTC-SSR$子秒下计数器计时，减到0，$RTC-SSR$会重新加载$PREDIV-S$的内容。$f_{CK-SPRE}=\frac{f_{CK-APRE}}{PREDIV-S+1}$，$f_{CK-SPRE}$可用于更新日历或者作为16位唤醒自动重载定时器的时基单元。RTC基本结构如下

RTC初始化与配置

• 使能PWR和BKP时钟
• 设置PWR_CR的DBP位，使能对BKP和RTC的访问
• 对RTC寄存器的写操作都必须在前一次写操作结束后进行

RTC外设与BKP（备份寄存器）和PWR（电源）有关，这里一起讲解。

二、Unix时间戳

Unix事件戳（Unix Timestamp）定义为从UTC/GMT的1970年1月1日0时0分0秒开始所经过的秒数，不用考虑闰秒。时间戳存储在一个秒计数器中，是32位/64位的整型变量，不同时区通过添加偏移来得到当地时间。由于地球自转一周时间不固定，GMT对时间的定义更标准，为消除计时一天和地球自转一周的误差，通过执行闰秒
来保证计时一天的时间与地球自转一周的时间协调一致。

• UTC（Universal Time Coordinated）协调世界时是一种以原子钟为基础的时间计量系统。
• GMT（Greenwich Mean Time）格林尼治标准时间是一种以地球自转为基础的时间计量系统。

时间戳转换，C语言的time.h模块提供了时间获取和时间戳转换的相关函数。可以方便地进行秒计数器、日期时间和字符串之间的转换。

上面几个函数之间关系如下

相应的实例代码如下

#include <stdio.h>
#include <time.h>
/*验证时间戳功能*/
time_t time_cnt;            //默认情况下是64位有符号秒计数器类型
struct tm time_date;        //tm结构体包含事件表示的元素，其中年份是从1900开始计算
char *time_str;             //指向一个表示时间的字符串

/*time_t time(time_t *)函数获取系统时钟，不能用于离线裸机系统*/
time_t Get_timestamp()
{
    return time(NULL);
}
/*struct tm* gmtime(const time_t*)函数将秒计数器转换为日期时间GMT格式*/
struct tm* Get_timeGMT(time_t* timestamp)
{
    return gmtime(timestamp);
}
/*struct tm* localtime(const time_t*)函数将秒计数器转换为当地日期时间，自动判断时区*/
struct tm* Get_localtime(time_t* timestamp)
{
    return localtime(timestamp);
}
/*time_t mktime(struct tm*)函数将当地日期时间转换为秒计数器*/
time_t localtime_stamp(struct tm* localtime)
{
    return mktime(localtime);
}
/*char* ctime(const time_t*)函数将秒计数器转换为字符串*/
char* timetostr(time_t* timestamp)
{
    return ctime(timestamp);
}
int main()
{
    time_cnt = Get_timestamp();
    printf("Time_cnt = %d\n", time_cnt);
    time_date = *Get_timeGMT(&time_cnt);
    printf("\n");
    printf("Time: %d-%d-%d  %d:%d:%d\n", time_date.tm_year + 1900, time_date.tm_mon + 1, time_date.tm_mday, time_date.tm_hour, time_date.tm_min, time_date.tm_sec);
    printf("\n");
    time_date = *Get_localtime(&time_cnt);
    printf("localTime: %d-%d-%d  %d:%d:%d\n", time_date.tm_year, time_date.tm_mon, time_date.tm_mday, time_date.tm_hour, time_date.tm_min, time_date.tm_sec);
    printf("\n");
    printf("localTime_stamp: %d\n", localtime_stamp(&time_date));
    printf("\n");
    printf("%s\n", timetostr(&time_cnt));

    return 0;
}

三、BKP

BKP（Backup Register）备份寄存器，可用于存储用户应用程序数据。VDD断开后，由VBAT维持供电，只要有电数据就不会丢失。通过备份域复位执行复位，由篡改/入侵检测（tamper detection）事件触发，一个篡改检测事件复位所有备份寄存器（防止外部窃取数据）。STM32F4xxBKP拥有20个32位寄存器，存储80字节用户应用数据。这里给出BKP基本结构