e2studio开发RA0E1(16)----配置RTC时钟及显示时间

e2studio开发RA0E1.16--配置RTC时钟及显示时间

概述
视频教学
样品申请
完整代码下载
硬件准备
参考程序
新建工程
工程模板
保存工程路径
芯片配置
工程模板选择
时钟设置
UART配置
UART属性配置
设置e2studio堆栈
e2studio的重定向printf设置
R_UARTA_Open()函数原型
回调函数user_uart_callback ()
printf输出重定向到串口
RTC配置
RTC属性配置
设定时间
设定周期性中断
设定日历闹钟时间
回调函数
R_RTC_C_Open函数
演示效果

概述

本文将详细讲解如何借助e2studio来对瑞萨微控制器进行实时时钟（RTC）的设置和配置，以便实现日历功能和一秒钟产生的中断，从而通过串口输出实时数据。
实时时钟（RTC）模块是一种时间管理外设，主要用于记录和控制日期和时间。与常见的微控制器（MCU）中的定时器不同，RTC时钟提供了两种计时方式：日期模式和计时模式。RTC时钟的常用功能包括设置时间、设定闹钟、配置周期性中断以及启动或停止操作。
通过使用e2studio工具，我们可以轻松地对瑞萨微控制器进行RTC配置，从而实现高精度的时间和日期管理。在本文中，我们将重点讨论如何设置RTC时钟日历和产生一秒钟的中断，使得串口能够实时打印数据。

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视频教学

https://www.bilibili.com/video/BV1tQc6eWE9c/

e2studio开发RA0E1(16)----配置RTC时钟及显示时间

样品申请

https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#

完整代码下载

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是芯片型号R7FA0E1073CFJ的开发板。

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参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/RA0E1

https://gitee.com/CoreMaker/RA0E1

新建工程

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工程模板

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保存工程路径

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芯片配置

本文中使用R7FA0E1073CFJ来进行演示。

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工程模板选择

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时钟设置

开发板上的外部高速晶振为12M.

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需要修改XTAL为8M。
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UART配置

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点击Stacks->New Stack->Connectivity -> UART(r_uarta)。

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配置串口时钟。

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UART属性配置

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设置e2studio堆栈

printf函数通常需要设置堆栈大小。这是因为printf函数在运行时需要使用栈空间来存储临时变量和函数调用信息。如果堆栈大小不足，可能会导致程序崩溃或不可预期的行为。
printf函数使用了可变参数列表，它会在调用时使用栈来存储参数，在函数调用结束时再清除参数，这需要足够的栈空间。另外printf也会使用一些临时变量，如果栈空间不足，会导致程序崩溃。
因此，为了避免这类问题，应该根据程序的需求来合理设置堆栈大小。

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e2studio的重定向printf设置

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在嵌入式系统的开发中，尤其是在使用GNU编译器集合（GCC）时，–specs 参数用于指定链接时使用的系统规格（specs）文件。这些规格文件控制了编译器和链接器的行为，尤其是关于系统库和启动代码的链接。–specs=rdimon.specs 和 --specs=nosys.specs 是两种常见的规格文件，它们用于不同的场景。
–specs=rdimon.specs
用途: 这个选项用于链接“Redlib”库，这是为裸机（bare-metal）和半主机（semihosting）环境设计的C库的一个变体。半主机环境是一种特殊的运行模式，允许嵌入式程序通过宿主机（如开发PC）的调试器进行输入输出操作。
应用场景: 当你需要在没有完整操作系统的环境中运行程序，但同时需要使用调试器来处理输入输出（例如打印到宿主机的终端），这个选项非常有用。
特点: 它提供了一些基本的系统调用，通过调试接口与宿主机通信。
–specs=nosys.specs
用途: 这个选项链接了一个非常基本的系统库，这个库不提供任何系统服务的实现。
应用场景: 适用于完全的裸机程序，其中程序不执行任何操作系统调用，比如不进行文件操作或者系统级输入输出。
特点: 这是一个更“裸”的环境，没有任何操作系统支持。使用这个规格文件，程序不期望有操作系统层面的任何支持。
如果你的程序需要与宿主机进行交互（如在开发期间的调试），并且通过调试器进行基本的输入输出操作，则使用 --specs=rdimon.specs。
如果你的程序是完全独立的，不需要任何形式的操作系统服务，包括不进行任何系统级的输入输出，则使用 --specs=nosys.specs。

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R_UARTA_Open()函数原型

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故可以用 R_UARTA_Open()函数进行配置，开启和初始化UART。

    /* Open the transfer instance with initial configuration. */
    err = R_UARTA_Open(&g_uart0_ctrl, &g_uart0_cfg);
    assert(FSP_SUCCESS == err);

回调函数user_uart_callback ()

当数据发送的时候，可以查看UART_EVENT_TX_COMPLETE来判断是否发送完毕。

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可以检查检查 “p_args” 结构体中的 “event” 字段的值是否等于 “UART_EVENT_TX_COMPLETE”。如果条件为真，那么 if 语句后面的代码块将会执行。

fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
volatile bool uart_send_complete_flag = false;
void user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{
    if(p_args->event == UART_EVENT_TX_COMPLETE)
    {
        uart_send_complete_flag = true;
    }
}

printf输出重定向到串口

打印最常用的方法是printf，所以要解决的问题是将printf的输出重定向到串口，然后通过串口将数据发送出去。
注意一定要加上头文件#include <stdio.h>

#ifdef __GNUC__                                 //串口重定向
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif


PUTCHAR_PROTOTYPE
{
        err = R_UARTA_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
        if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
        while(uart_send_complete_flag == false){}
        uart_send_complete_flag = false;
        return ch;
}

int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
    for(int i=0;i<size;i++)
    {
        __io_putchar(*pBuffer++);
    }
    return size;
}

RTC配置

点击Stacks->New Stack->Timers -> Realtime Clock(r_rtc_c)。

在这里插入图片描述

RTC属性配置

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其中LOCO为内部低速时钟，需要准确定时还是需要外部低速晶振Sub-clock。

在这里插入图片描述

内置典型值为30.5us，为32.787k。

在这里插入图片描述

设定时间

在启动RTC后，需要为其设定当前时间。您可以使用R_RTC_CalendarTimeSet(&g_rtc0_ctrl, &set_time)函数来实现这一目标。具体的时间参数可以通过修改set_time变量来调整。

在这里插入图片描述

//RTC变量
/* rtc_time_t is an alias for the C Standard time.h struct 'tm' */
rtc_time_t set_time =
{
    .tm_sec  = 50,      /* 秒，范围从 0 到 59 */
    .tm_min  = 59,      /* 分，范围从 0 到 59 */
    .tm_hour = 23,      /* 小时，范围从 0 到 23*/
    .tm_mday = 14,       /* 一月中的第几天，范围从 0 到 30*/
    .tm_mon  = 1,      /* 月份，范围从 0 到 11*/
    .tm_year = 125,     /* 自 1900 起的年数，2025为125*/
    .tm_wday = 2,       /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6*/
//    .tm_yday=0,         /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365*/
//    .tm_isdst=0;        /* 夏令时*/
};

设定周期性中断

如果您想要使用RTC实现固定延迟中断，可以通过R_RTC_C_PeriodicIrqRateSet函数来实现。例如，要设置1秒的周期性中断，您可以使用如下代码：
R_RTC_C_PeriodicIrqRateSet(&g_rtc0_ctrl, RTC_PERIODIC_IRQ_SELECT_1_SECOND);
每次周期性中断产生时，系统将触发回调函数的事件RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ。

在这里插入图片描述

设定日历闹钟时间

在启动RTC后，您可以设置日历闹钟时间。通过使用R_RTC_C_CalendarAlarmSet(&g_rtc0_ctrl, &set_alarm_time);函数，可以设定闹钟时间。具体的时间参数可以通过修改set_alarm_time变量来调整。具体设置方法如下。
在这个示例中，我们仅设置了0点0分进行闹钟触发，而且只在周三触发。

//RTC闹钟变量
rtc_alarm_time_t set_alarm_time=
{
     .time_minute=00,
     .time_hour=0,
     .sunday_match=0 , ///< Enable the alarm on Sunday
     .monday_match=0 , ///< Enable the alarm on Monday
     .tuesday_match=1 , ///< Enable the alarm on Tuesday
     .wednesday_match=0 , ///< Enable the alarm on Wednesday
     .thursday_match=0 ,///< Enable the alarm on Thursday
     .friday_match=0 ,///< Enable the alarm on Friday
     .saturday_match=0 ,//

    };

在这里插入图片描述

回调函数

可以触发进入回调函数的事件如下所示，RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ为设置的实时性事件，例如1s一次，RTC_EVENT_ALARM_IRQ为闹钟事件。

在这里插入图片描述

//RTC回调函数
volatile bool rtc_flag = 0;//RTC延时1s标志位
volatile bool rtc_alarm_flag = 0;//RTC闹钟
/* Callback function */
void rtc_callback(rtc_callback_args_t *p_args)
{
    /* TODO: add your own code here */
    if(p_args->event == RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ)
        rtc_flag=1;
    else if(p_args->event == RTC_EVENT_ALARM_IRQ)
        rtc_alarm_flag=1;
}

R_RTC_C_Open函数

R_RTC_C_Open函数可以开启RTC。

在这里插入图片描述
同时在主程序中开启RTC已经设置时间和闹钟。

/**********************RTC开启***************************************/
    /* Initialize the RTC module*/
    err = R_RTC_C_Open(&g_rtc0_ctrl, &g_rtc0_cfg);
    /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);

    /* Set the RTC clock source. Can be skipped if "Set Source Clock in Open" property is enabled. */
    R_RTC_C_ClockSourceSet(&g_rtc0_ctrl);

    /* R_RTC_CalendarTimeSet must be called at least once to start the RTC */
    R_RTC_C_CalendarTimeSet(&g_rtc0_ctrl, &set_time);
    /* Set the periodic interrupt rate to 1 second */
    R_RTC_C_PeriodicIrqRateSet(&g_rtc0_ctrl, RTC_PERIODIC_IRQ_SELECT_1_SECOND);

    R_RTC_C_CalendarAlarmSet(&g_rtc0_ctrl, &set_alarm_time);
    uint8_t rtc_second= 0;      //秒
    uint8_t rtc_minute =0;      //分
    uint8_t rtc_hour =0;         //时
    uint8_t rtc_day =0;          //日
    uint8_t rtc_month =0;      //月
    uint16_t rtc_year =0;        //年
    uint8_t rtc_week =0;        //周
    rtc_time_t get_time;

同时在主函数的while循环中添加打印和中断处理，以及当前时间显示。

    while(1)
    {
        if(rtc_flag)
        {
            R_RTC_C_CalendarTimeGet(&g_rtc0_ctrl, &get_time);//获取RTC计数时间
            rtc_flag=0;
            rtc_second=get_time.tm_sec;//秒
            rtc_minute=get_time.tm_min;//分
            rtc_hour=get_time.tm_hour;//时
            rtc_day=get_time.tm_mday;//日
            rtc_month=get_time.tm_mon;//月
            rtc_year=get_time.tm_year; //年
            rtc_week=get_time.tm_wday;//周
            printf(" %d y %d m %d d %d h %d m %d s %d w\n",rtc_year+1900,rtc_month,rtc_day,rtc_hour,rtc_minute,rtc_second,rtc_week);

            uint8_t num1,num2,num3,num4;
             //时间显示
            num1=rtc_hour/10;
            num2=rtc_hour%10;

            num3=rtc_minute/10;
            num4=rtc_minute%10;
        }
        if(rtc_alarm_flag)
        {
            rtc_alarm_flag=0;
            printf("/************************Alarm Clock********************************/\n");
        }

        R_BSP_SoftwareDelay(10U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);



    }