参考：
1.正点原子

前言：
RTC实时时钟是很基本的外设，用来记录绝对时间。做个总结，达到：
1.学习RTC的原理和概念。
2.通过STM32CubeMX快速配置RTC。

27.1 RTC 时钟简介

STM32F407 的实时时钟（RTC）是一个独立的定时器。STM32 的 RTC 模块拥有一组连续计数的计数器，在相对应的软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统的当前时间和日期。
RTC 模块和时钟配置系统（RCC_BDCR 寄存器）是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后 RTC 的设置和时间维持不变，只要后备区域供电正常，那么 RTC 将可以一直运行。
但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和 RTC，以防止对后备区域(BKP)的意外写操作。所以在要设置时间之前，先要取消备份区域（BKP）写保护。

27.1.1 RTC 框图

下面先来学习 RTC 框图，通过学习 RTC 框图会有一个很好的整体掌握，同时对之后的编程也会有一个清晰的思路。RTC 的框图，如图 27.1.1 所示：

我们把 RTC 框图分成以下几个部分讲解：
① 时钟源
STM32F407 的 RTC 时钟源（RTCCLK）通过时钟控制器，可以从 LSE 时钟、LSI 时钟以及 HSE 时钟三者中选择其一（通过设置 RCC_BDCR 寄存器选择）。一般我们选择 LSE，即外部 32.768KHz 晶振作为时钟源(RTCCLK)。外部晶振具有精度高的优点。LSI 是 STM32 芯片内部的低速 RC 振荡器，频率约 32 KHz，缺点是精度较低，所以一般不建议使用。比如当没有外部低速晶振（32.768KHz）的时候，分频后的 HSE 可以作为备选使用的时钟源。
② 预分频器
预分配器（RTC_PRER）分为 2 个部分：一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_A 位配置的 7 位异步预分频器。另一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 位配置的 15 位同步预分频器。
经过 7 位异步预分频器出来的时钟 ck_apre 可作为 RTC_SSR 亚秒递减计数器（RTC_SSR）的时钟，ck_apre 时钟频率的计算公式如下：
Fck_apre =Frtcclk ( PREDIV_A + 1)
当 RTC_SSR 寄存器递减到 0 的时候，会使用 PREDIV_S 的值重新装载 PREDIV_S。而PREDIV_S 一般为 255，这样，我们得到亚秒时间的精度是：1/256 秒，即 3.9ms 左右，有了这个亚秒寄存器 RTC_SSR，就可以得到更加精确的时间数据。
经过 15 位同步预分频器出来的时钟 ck_spre 可以用于更新日历，也可以用作 16 位唤醒自动重载定时器的时基，ck_apre 时钟频率的计算公式如下：
Fck_spre =Frtcclk(PREDIV_S + 1) ∗ ( PREDIV_A + 1)
PREDIV_A 和 PREDIV_S 分别为 RTC 的异步和同步分频器，使用两个预分频器时，我们推荐设置 7 位异步预分频器（PREDIV_A）的值较大，以最大程度降低功耗。例如：本实验我们的外部低速晶振的频率 32.768KHz 经过 7 位异步预分频器后，再经过 15 位同步预分频器，要得到 1Hz 频率的时钟用于更新日历。通过计算知道，32.768KHz 的时钟要经过 32768 分频，才能得到 1Hz 的 ck_spre。于是我们只需要设置： PREDIV_A=0X7F，即 128 分频；PREDIV_S=0XFF，即 256 分频，即可得到 1Hz 的 Fck_spre，PREDIV_A 的值我们也是往尽量大的原则，以最大程度降低功耗。
③ 时间和日期相关寄存器
该部分包括三个影子寄存器，RTC_SSR（亚秒）、RTC_TR（时间）、RTC_DR（日期）。实时时钟一般表示为：时/分/秒/亚秒。RTC_TR 寄存器用于存储时/分/秒时间数据，可读可写（即可设置或者获取时间）。RTC_DR 寄存器用于存储日期数据，包括年/月/日/星期，可读可写（即可设置或者获取日期）。RTC_SSR 寄存器用于存储亚秒级的时间，这样我们可以获取更加精确的时间数据。
这三个影子寄存器可以通过与 PCLK1（APB1 时钟）同步的影子寄存器来访问，这些时间和日期寄存器也可以直接访问，这样可避免等待同步的持续时间。
每隔 2 个 RTCCLK 周期，当前日历值便会复制到影子寄存器，并置位 RTC_ISR 寄存器的RSF 位。我们可以读取 RTC_TR 和 RTC_DR 来得到当前时间和日期信息，不过需要注意的是：
时间和日期都是以 BCD 码的格式存储的，读出来要转换一下，才可以得到十进制的数据。
④ 可编程闹钟
STM32F407 提供两个可编程闹钟：闹钟 A（ALARM_A）和闹钟 B（ALARM_B）。通过RTC_CR 寄存器的 ALRAE 和 ALRBE 位置 1 来使能闹钟。当亚秒、秒、分、小时、日期分别与闹钟寄存器 RTC_ALRMASSR/RTC_ALRMAR 和RTC_ALRMBSSR/RTC_ALRMBR 中的值匹配时，则可以产生闹钟（需要适当配置）。本章我们将利用闹钟 A 产生闹铃，即设置RTC_ALRMASSR 和 RTC_ALRMAR 即可。
⑤ 周期性自动唤醒
STM32F407 的 RTC 不带秒钟中断了，但是多了一个周期性自动唤醒功能。周期性唤醒功能，由一个 16 位可编程自动重载递减计数器（RTC_WUTR）生成，可用于周期性中断/唤醒。
我们可以通过 RTC_CR 寄存器中的 WUTE 位设置使能此唤醒功能。
唤醒定时器的时钟输入可以是：2、4、8 或 16 分频的 RTC 时钟(RTCCLK)，也可以是 ck_spre时钟（一般为 1Hz）。
当选择 RTCCLK(假定 LSE 是：32.768 kHz)作为输入时钟时，可配置的唤醒中断周期介于122us（因为 RTCCLK/2 时，RTC_WUTR 不能设置为 0）和 32 s 之间，分辨率最低为：61us。
当选择 ck_spre（1Hz）作为输入时钟时，可得到的唤醒时间为 1s 到 36h 左右，分辨率为 1秒。并且这个 1s~36h 的可编程时间范围分为两部分：
当 WUCKSEL[2:1]=10 时为：1s 到 18h。
当 WUCKSEL[2:1]=11 时约为：18h 到 36h。
在后一种情况下，会将 2^16 添加到 16 位计数器当前值（即扩展到 17 位，相当于最高位用WUCKSEL [1]代替）。
初始化完成后，定时器开始递减计数。在低功耗模式下使能唤醒功能时，递减计数保持有效。此外，当计数器计数到 0 时，RTC_ISR 寄存器的 WUTF 标志会置 1，并且唤醒寄存器会使用其重载值（RTC_WUTR 寄存器值）自动重载，之后必须用软件清零 WUTF 标志。
通过将 RTC_CR 寄存器中的 WUTIE 位置 1 来使能周期性唤醒中断时，可以使 STM32 退出低功耗模式。系统复位以及低功耗模式（睡眠、停机和待机）对唤醒定时器没有任何影响，它仍然可以正常工作，故唤醒定时器，可以用于周期性唤醒 STM32。

27.1.2 RTC 寄存器

接下来，我们介绍本实验我们要用到的 RTC 寄存器。

⚫ RTC 时间寄存器（RTC_TR）
RTC 时间寄存器描述如图 27.1.2.1 所示：

该寄存器是 RTC 的时间寄存器，可读可写，对该寄存器写，可以设置时间，对该寄存器读，可以获取当前的时间，此外该寄存器受到寄存器写保护，通过 RTC 写保护寄存器(RTC_WPR)设置，后面会讲解到 RTC_WPR 寄存器。需要注意的是：本寄存器存储的数据都是 BCD 格式的，读取之后需要进行转换，方可得到十进制的时分秒等数据。

⚫ RTC 日期寄存器（RTC_DR）
RTC 日期寄存器描述如图 27.1.2.2 所示：

该寄存器是 RTC 的日期寄存器，可读可写，对该寄存器写，可以设置日期，对该寄存器读，可以获取当前的日期，同样该寄存器也受到寄存器写保护，存储的数据也都是 BCD 格式的。

⚫ RTC 控制寄存器（RTC_CR）
RTC 控制寄存器描述如图 27.1.2.3 所示：

该寄存器重点介绍几个要用到的位：WUTIE 是唤醒定时器中断使能位，ALRAIE 是闹钟 A中断使能位，本章用到这两个使能位，都设置为 1 即可。WUTE 和 ALRAE 分别是唤醒定时器和闹钟 A 使能位，同样都设置为 1，开启。FMT 为小时格式选择位，我们设置为 0，选择 24 小时制。WUCKSEL[2:0]，用于唤醒时钟选择，这个前面已经有介绍了，我们这里就不多说了。

⚫ RTC 亚秒寄存器（RTC_SSR）
RTC 亚秒寄存器描述如图 27.1.2.4 所示：

该寄存器可用于获取更加精确的 RTC 时间。不过，在本章没有用到，如果需要精确时间的地方，大家可以使用该寄存器。

⚫ RTC 初始化和状态寄存器（RTC_ISR）
RTC 初始化和状态寄存器描述如图 27.1.2.5 所示：

该寄存器中，WUTF、ALRBF 和 ALRAF，分别是唤醒定时器、闹钟 B 和闹钟 A 的中断标志位，当对应事件产生时，这些标志位被置 1，如果设置了中断，则会进入中断服务函数，这些位通过软件写 0 清除。
INIT 为初始化模式控制位，要初始化 RTC 时，必须先设置 INIT=1。
INITF 为初始化标志位，当设置 INIT 为 1 以后，要等待 INITF 为 1，才可以更新时间、日期和预分频寄存器等。
RSF 位为寄存器同步标志，仅在该位为 1 时，表示日历影子寄存器已同步，可以正确读取RTC_TR/RTC_TR 寄存器的值了。
WUTWF、ALRBWF 和 ALRAWF 分别是唤醒定时器、闹钟 B 和闹钟 A 的写标志，只有在这些位为 1 的时候，才可以更新对应的内容。比如：要设置闹钟 A 的 ALRMAR 和 ALRMASSR，则必须先等待 ALRAWF 为 1，才可以设置。

⚫ RTC 预分频寄存器（RTC_PRER）
RTC 预分频寄存器描述如图 27.1.2.6 所示：

该寄存器用于 RTC 的分频，我们在之前也有讲过，这里就不多说了。该寄存器的配置，必须在初始化模式（INITF=1）下，才可以进行。

⚫ RTC 唤醒寄存器（RTC_WUTR）
RTC 唤醒寄存器描述如图 27.1.2.7 所示：

该寄存器用于设置自动唤醒重装载值，可用于设置唤醒周期。该寄存器的配置，必须等待RTC_ISR 的 WUTWF 为 1 才可以进行。

⚫ RTC 闹钟 A 寄存器（RTC_ALRMAR）
RTC 闹钟 A 寄存器描述如图 27.1.2.8 所示：

该寄存器用于设置闹铃 A，当 WDSEL 选择 1 时，使用星期制闹铃，本章我们选择星期制闹铃。该寄存器的配置，必须等待 RTC_ISR 的 ALRAWF 为 1 才可以进行。另外，还有RTC_ALRMASSR 寄存器，该寄存器我们这里就不再介绍了，大家参考手册。

⚫ RTC 写保护寄存器（RTC_WPR）
RTC 写保护寄存器：RTC_WPR，该寄存器比较简单，低八位有效。上电后，所有 RTC 寄存器都受到写保护（RTC_ISR[13:8]、RTC_TAFCR 和 RTC_BKPxR 除外），必须依次写入：0xCA、0x53 两关键字到 RTC_WPR 寄存器，才可以解锁。写一个错误的关键字将再次激活 RTC 的寄存器写保护。

⚫ RTC 备份寄存器（RTC_BKPxR）
RTC 备份寄存器描述如图 27.1.2.9 所示：

该寄存器组总共有 32 个，每个寄存器是 32 位的，可以存储 128 个字节的用户数据，这些寄存器在备份域中实现，可在 VDD 电源关闭时通过 VBAT 保持上电状态。备份寄存器不会在系统复位或电源复位时复位，也不会在 MCU 从待机模式唤醒时复位。
复位后，对 RTC 和 RTC 备份寄存器的写访问被禁止，执行以下操作可以使能 RTC 及 RTC备份寄存器的写访问：
1）电源控制寄存器(PWR_CR)的 DBP 位来使能 RTC 及 RTC 备份寄存器的访问。
2）往 RTC_WPR 写入 0xCA、0x53 解锁序列（先写 0xCA，再写 0x53）。
我们可以用 BKP 来存储一些重要的数据，相当于一个 EEPROM，不过这个 EEPROM 并不是真正的 EEPROM，而是需要电池来维持它的数据。

⚫ 备份区域控制（RCC_BDCR）
备份区域控制寄存器描述如图 27.1.2.10 所示：

RTC 的时钟源选择及使能设置都是通过这个寄存器来实现的，所以我们在 RTC 操作之前先要通过这个寄存器选择 RTC 的时钟源，然后才能开始其他的操作。

27.2 硬件设计

1. 例程功能
本实验通过串口输出 RTC 时间，并可以通过串口 设置 RTC 时间，从而调节时间。
2. 硬件资源
1）串口 1(PA9/PA10 连接在板载 USB 转串口芯片 CH340 上面)
2）RTC(实时时钟)
3. 原理图
RTC 属于 STM32F407 内部资源，通过软件设置好就可以了。不过 RTC 不能断电，否则数据就丢失了，我们如果想让时间在断电后还可以继续走，那么必须确保开发板的电池有电。

27.3 程序设计

27.3.1 RTC 的 HAL 库驱动

RTC 在 HAL 库中的驱动代码在 stm32f4xx_hal_rtc.c 文件（及其头文件）中。下面介绍几个重要的 RTC 函数，其他没有介绍的请看源码。
1. HAL_RTC_Init 函数
RTC 的初始化函数，其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_Init(RTC_HandleTypeDef *hrtc);
⚫ 函数描述：
用于初始化 RTC。
⚫ 函数形参：
形参 1 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，其定义如下：

typedef struct
{
    RTC_TypeDef *Instance; /* 寄存器基地址 */
    RTC_InitTypeDef Init; /* RTC 配置结构体 */ 
    HAL_LockTypeDef Lock; /* RTC 锁定对象 */ 
    __IO HAL_RTCStateTypeDef State; /* RTC 设备访问状态 */
}RTC_HandleTypeDef;

1）Instance：指向 RTC 寄存器基地址。
2）Init：是真正的 RTC 初始化结构体，其结构体类型 RTC_InitTypeDef 定义如下：

typedef struct
{
    uint32_t HourFormat;     /* 小时格式 */
    uint32_t AsynchPrediv;   /* 异步预分频系数 */ 
    uint32_t SynchPrediv;    /* 同步预分频系数 */  
    uint32_t OutPut;         /* 选择连接到 RTC_ALARM 输出的标志 */ 
    uint32_t OutPutPolarity; /* 设置 RTC_ALARM 的输出极性 */
    uint32_t OutPutType;     /* 设置 RTC_ALARM 的输出类型为开漏输出还是推挽输出 */ 
}RTC_InitTypeDef;

HourFormat : 用来设置小时格式，可以是 12 小时制或者 24 小时制，这两个选项的宏定义分别为 RTC_HOURFORMAT_12 和 RTC_HOURFORMAT_24。
AsynchPrediv: 用来设置 RTC 的异步预分频系数，也就是设置 RTC_PRER 寄存器的PREDIV_A 相关位，因为异步预分频系数是 7 位，所以最大值为 0x7F，不能超过这个值。
SynchPrediv:用来设置RTC的同步预分频系数，也就是设置RTC_PRER寄存器的PREDIV_S相关位，因为同步预分频系数也是 15 位，所以最大值为 0x7FFF，不能超过这个值。
OutPut: 用来选择要连接到 RTC_ALARM 输出的标志，取值为：RTC_OUTPUT_DISABLE（禁止输出），RTC_OUTPUT_ALARMA（使能闹钟 A 输出），RTC_OUTPUT_ALARMB（使能闹钟 B 输出）和 RTC_OUTPUT_WAKEUP（使能唤醒输出）。
OutPutPolarity: 用来设置 RTC_ALARM 的输出极性，与 Output 成员变量配合使用，取值为RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH（高电平）或 RTC_OUTPUT_POLARITY_LOW（低电平）。
OutPutType: 用来设置 RTC_ALARM 的输出类型为开漏输出（RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN）还是推挽输出（RTC_OUTPUT_TYPE_PUSHPULL），与成员变量 OutPut 和OutPutPolarity 配合使用。

3）Lock：用于配置锁状态。
4）State：RTC 设备访问状态。
⚫ 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值。

2. HAL_RTC_SetTime 函数
HAL_RTC_SetTime 是设置 RTC 的时间函数。其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc,RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format);
⚫ 函数描述：
该函数用于设置 RTC 的时间，即设置时间寄存器 RTC_TR 的相关位的值。
⚫ 函数形参：
形参 1 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 2 是 RTC_TimeTypeDef 结构体类型指针变量，定义如下：

typedef struct
{
    uint8_t Hours;
    uint8_t Minutes;
    uint8_t Seconds;
    uint8_t TimeFormat;
    uint32_t SubSeconds;
    uint32_t SecondFraction;
    uint32_t DayLightSaving;
    uint32_t StoreOperation;
}RTC_TimeTypeDef;

前面四个成员变量就比较好理解了，分别用来设置 RTC 时间参数的小时，分钟，秒钟，以及 AM/PM 符号，大家参考前面讲解的 RTC_TR 的位描述即可。SubSeconds 用来读取保存亚秒寄存器 RTC_SSR 的值，SecondFraction 用来读取保存同步预分频系数的值，也就是 RTC_PRER的位 0~14，DayLightSaving 用来设置日历时间增加 1 小时，减少 1 小时，还是不变。StoreOperation用户可对此变量设置以记录是否已对夏令时进行更改。
形参 3 是 uint32_t 类型变量，用来设置输入的时间格式为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
⚫ 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值。

3. HAL_RTC_SetDate 函数
HAL_RTC_SetDate 是设置 RTC 的日期函数。其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc,RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format);
⚫ 函数描述：
该函数用于设置 RTC 的日期，即设置日期寄存器 RTC_DR 的相关位的值。
⚫ 函数形参：
形参 1 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 2 是 RTC_DateTypeDef 结构体类型指针变量，定义如下：

typedef struct
{
    uint8_t WeekDay; /* 星期 */
    uint8_t Month; /* 月份 */
    uint8_t Date; /* 日期 */
    uint8_t Year; /* 年份 */
}RTC_DateTypeDef;

结构体一共四个成员变量，这四个成员变量分别对应星期、月份、日期和年份，对应的是RTC_DR 寄存器。
形参 3 是 uint32_t 类型变量，用来设置输入的时间格式为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
⚫ 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值。

4. HAL_RTC_GetTime 函数
HAL_RTC_GetTime 是获取当前 RTC 时间函数。其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format);
⚫ 函数描述：
该函数用于获取当前 RTC 时间，即读时间寄存器 RTC_TR 的相关位的值。
⚫ 函数形参：
形参 1 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 2 是 RTC_TimeTypeDef 结构体类型指针变量，对应的是 RTC_TR 寄存器。
形参 3 是 uint32_t 类型变量，用来设置获取的时间格式为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
⚫ 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值。

5. HAL_RTC_GetDate 函数
HAL_RTC_SetDate 是获取当前 RTC 日期函数。其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)；
⚫ 函数描述：
该函数用于获取当前 RTC日期 ，即读时间寄存器 RTC_DR 的相关位的值。
⚫ 函数形参：
形参 1 是 RTC_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，即 RTC 的句柄。
形参 2 是 RTC_DateTypeDef 结构体类型指针变量，对应的是 RTC_DR 寄存器。
形参 3 是 uint32_t 类型变量，用来设置获取的时间格式为 BIN 格式还是 BCD 格式，可选值为 RTC_FORMAT_BIN 或者 RTC_FORMAT_BCD。
⚫ 函数返回值：
HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值。

RTC 配置步骤
1）使能电源时钟，并使能 RTC 及 RTC 后备寄存器写访问。
我们要访问 RTC 和 RTC 备份区域就必须先使能电源时钟，然后使能 RTC 即后备区域访问。电源时钟使能，通过 RCC_APB1ENR 寄存器来设置；RTC 及 RTC 备份寄存器的写访问，通过 PWR_CR 寄存器的 DBP 位设置。HAL 库设置方法为：
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); /* 使能电源时钟 PWR /
__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE(); / 使能备份时钟 /
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); / 取消备份区域写保护 */
2）开启外部低速振荡器 LSE，选择 RTC 时钟，并使能
调用 HAL_RCC_OscConfig 函数配置开启 LSE。
调用 HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig 函数选择 RTC 时钟源。
使能 RTC 函数为：__HAL_RCC_RTC_ENABLE。
3）初始化 RTC，设置 RTC 的分频，以及配置 RTC 参数
在 HAL 中，通过 HAL_RTC_Init 函数配置 RTC 分频系数，以及 RTC 的工作参数。
注意：该函数会调用：HAL_RTC_MspInit 函数来完成对 RTC 的底层初始化，包括：RTC 时钟使能、时钟源选择等。
4）设置 RTC 的时间
调用 HAL_RTC_SetTime 函数设置 RTC 时间，该函数实际设置时间寄存器 RTC_TR 的相关位的值。
5）设置 RTC 的日期
调用 HAL_RTC_SetDate 函数设置 RTC 的日期，该函数实际设置日期寄存器 RTC_DR 的相关位的值。
6）获取 RTC 当前日期和时间
调用 HAL_RTC_GetTime 函数获取当前 RTC 时间，该函数实际读取 RTC_TR 寄存器，然后将值存放到相应的结构体中。
调用 HAL_RTC_GetDate 函数获取当前 RTC 日期，该函数实际读取 RTC_DR 寄存器，然后将值存放到相应的结构体中。
通过以上 6 个步骤，我们就完成了对 RTC 的配置，RTC 即可正常工作，而且这些操作不是每次上电都必须执行的，可以视情况而定。当然，我们还可以唤醒中断、闹钟等，这些将在后面介绍。

27.3.1 程序解析

1. RTC 驱动代码
先看 RTC 的初始化函数，其定义如下：

void MX_RTC_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN RTC_Init 0 */

  /* USER CODE END RTC_Init 0 */

  RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
  RTC_DateTypeDef sDate = {0};

  /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */

  /* USER CODE END RTC_Init 1 */

  /** Initialize RTC Only
  */
  hrtc.Instance = RTC;
  hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;/* RTC 设置为 24 小时格式 */
  hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;            /* RTC 异步分频系数(1~0x7F) */
  hrtc.Init.SynchPrediv = 255;             /* RTC 同步分频系数(0~0x7FFF) */
  hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
  hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
  hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
  if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /* USER CODE BEGIN Check_RTC_BKUP */
  /* 检查是不是第一次配置时钟 */
  uint32_t Magic_Value = HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, 0x01);
  if (0xAA55 == Magic_Value)
  {
    printf("RTC is valid!\r\n");
    return;
  }
  else
  {
    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc, 0x01, 0xAA55);
    printf("RTC is not valid!\r\n");
  }

  /* USER CODE END Check_RTC_BKUP */

  /** Initialize RTC and set the Time and Date
  */
  sTime.Hours = 0x0;
  sTime.Minutes = 0x0;
  sTime.Seconds = 0x0;
  sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
  sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
  if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
  sDate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;
  sDate.Date = 0x1;
  sDate.Year = 0x0;

  if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */

  /* USER CODE END RTC_Init 2 */

}

该函数用来初始化 RTC 配置以及日期和时钟，但是只在第一次的时候设置时间，以后如果重新上电/复位都不会再进行时间设置了（前提是备份电池有电）。在第一次配置的时候，我们是按照上面介绍的 RTC 初始化步骤调用函数 HAL_RTC_Init 来实现的。
我们通过读取 BKP 寄存器 地址0x01的值来判断是否需要进行时间的设置。第一次未对 RTC 进行初始化 BKP 寄存器地址0x01 的值非 0xAA55，当进行 RTC 初始化时，BKP 寄存器 地址0x01 的值就是 0xAA55，所以以上代码操作确保时间只会设置一次，复位时不会重新设置时间。电池正常供电时，我们设置的时间不会因复位或者断电而丢失。
读取后备寄存器的函数其实还是调用 HAL 库提供的函数接口，写后备寄存器函数同样也是。这两个函数如下：

uint32_t HAL_RTCEx_BKUPRead(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister);
void HAL_RTCEx_BKUPWrite(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister,uint32_t Data);

这两个函数的使用方法就非常简单，分别用来读和写 BKR 寄存器的值。这里我们只是略微点到为止，详看例程源码。
接下来，我们用 HAL_RTC_MspInit 函数来编写 RTC 时钟配置等代码，其定义如下：

void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef* rtcHandle)
{

  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
  if(rtcHandle->Instance==RTC)
  {
  /* USER CODE BEGIN RTC_MspInit 0 */

  /* USER CODE END RTC_MspInit 0 */

  /** Initializes the peripherals clock
  */
    PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;/* 选择要配置外设 RTC */
    PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;/* RTC 时钟源选择 LSE */
    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    /* RTC clock enable */
    __HAL_RCC_RTC_ENABLE();
  /* USER CODE BEGIN RTC_MspInit 1 */

  /* USER CODE END RTC_MspInit 1 */
  }
}

2. main.c 代码
在 main.c 里面编写如下代码：

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_TIM6_Init();
  MX_RTC_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    uart_debug_task();

    XL_TIME6_time_show();

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

我们在while(1)循环中调用 XL_TIME6_time_show()读取 RTC 的时间和日期，并输出到串口。

void XL_TIME6_time_show(void)
{
    if (g_time_1s >= RTC_SHOW_PERIODIC_1S)
    {
        g_time_1s = g_time_1s -RTC_SHOW_PERIODIC_1S;

        RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
        HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);
        printf("H:%d, M:%d, S:%d\r\n", sTime.Hours, sTime.Minutes, sTime.Seconds);

        RTC_DateTypeDef sDate = {0};
        HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN);
        printf("Y:%d, M:%d, W:%d, D:%d\r\n", sDate.Year, sDate.Month, sDate.WeekDay, sDate.Date);

    }
}

3.RTC 时间的设置

void uart_debug_task(void)
{
    uint8_t len;
    static uint32_t once_flag = 0;
    uint8_t cmd_buf[64] = {0};
    uint32_t para_1 = 0;
    uint32_t para_2 = 0;
    uint32_t para_3 = 0;
    uint32_t ret = 0;

    if (0 == once_flag)
    {
        once_flag = 1;
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)g_rx1_buffer, RX1BUFFERSIZE); 
    }
    
    if (g_usart1_rx_sta & 0x8000)         /* 接收到了数据? */
    {
        if (1)//for debug
        {
            len = g_usart1_rx_sta & 0x3fff;  /* 得到此次接收到的数据长度 */
            printf("\r\nThe message you sent is:\r\n");
            HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)g_usart1_rx_buf, len, 1000);    /* 发送接收到的数据 */
            while(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_TC) != SET);           /* 等待发送结束 */
            printf("\r\n");             /* 插入换行 */
        }

        ret = sscanf((void*)g_usart1_rx_buf, "%s %d %d %d", cmd_buf, &para_1, &para_2, &para_3);
        if (1 <= ret)
        {
            printf("cmd:%s, ret:%d\r\n", cmd_buf, ret);

            uint8_t cmd_1[32] = "cmd_RTC_set";
            if (0 == strncmp((void*)cmd_1, (void*)cmd_buf, strlen((void*)cmd_1)))
            {
                uint32_t year;
                uint32_t Month;
                uint32_t WeekDay;
                uint32_t Date;
                uint32_t Hours;
                uint32_t Minutes;
                uint32_t Seconds;
                sscanf((void*)g_usart1_rx_buf, "%s %d %d %d %d %d %d %d", cmd_buf, &year, &Month, &WeekDay, &Date,  &Hours,  &Minutes,  &Seconds);

                XL_RTC_set_time( year, Month, WeekDay, Date, Hours, Minutes, Seconds);

                printf("XL_RTC_set_time success!!\r\n");
            }

            g_usart1_rx_sta = 0;
            memset((void*)g_usart1_rx_buf, 0, sizeof(g_usart1_rx_buf));

        }
        /* Clear the receiving cache */
        g_usart1_rx_sta = 0;
        memset((void*)g_usart1_rx_buf, 0, sizeof(g_usart1_rx_buf));
    }
    else
    {
    }
    
    return;
}

void XL_RTC_set_time(uint32_t year, uint32_t Month, uint32_t WeekDay, uint32_t Date, uint32_t Hours, uint32_t Minutes, uint32_t Seconds)
{

    RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
    sTime.Hours = Hours;
    sTime.Minutes = Minutes;
    sTime.Seconds = Seconds;
    HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);

    //#define RTC_WEEKDAY_SUNDAY             ((uint8_t)0x07)
    RTC_DateTypeDef sDate = {0};
    sDate.Year    = year;
    sDate.Month   = Month;
    sDate.WeekDay = WeekDay;
    sDate.Date    = Date;
    HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN);
}

27.4 下载验证

将程序下载到开发板后，串口每秒输出时间和日期，实际显示效果如图所示：
如果时间不正确，通过串口命令来设置。“cmd_RTC_set 25 1 6 11 13 29 10”代表的是2025年 1月 周六 11号，13点 29分 10秒：

27.5 STM32CubeMX
1.RTC初始化
最简单的配置，实现基本的RTC初始化，不涉及闹钟 唤醒等。主要是RTC时钟的使能，时钟分频的配置。有效时间和日期都是无效的。

27.6 源代码路径

git clone git@gitee.com:xiaoliangliangcong/stm32.git
STM32F407ZGT6/7.RTC