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�？�。
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。
图12-1 RTC外接电路
2 RTC控制器
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。RTC具有定时报警的功能，如图2所示。RTC 控制器功能说明：
图12-2 RTC控制器
● 时钟数据采用BCD 编码。
● 能够对闰年的年月日进行自动处理。
● 具有告警功能，当系统处于关机状态时，能产生告警中断。
● 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。
3 RTC控制器寄存器详解
如表3所示为相关寄存器描述。
表3 RTC控制寄存器
|
RTCCON |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:9] |
保留 |
0 |
|
TICEN |
[8] |
嘀嗒计时器
0 = 禁止
1 = 使能 |
0 |
|
TICCKSEL |
[7:4] |
嘀嗒计时器子时钟源选择
4'b0000 = 32768 Hz 4'b0001 = 16384 Hz
4'b0010 = 8192 Hz 4'b0011 = 4096 Hz
4'b0100 = 2048 Hz 4'b0101 =1024 Hz
4'b0110 =512 Hz 4'b0111 =256 Hz
4'b1000 =128 Hz 4'b1001 =64 Hz
4'b1010 =32 Hz 4'b1011 =16 Hz
4'b1100 =8 Hz 4'b1101 =4 Hz
4'b1110 =2 Hz 4'b1111 =1 Hz |
4'b0000 |
|
CLKRST |
[3] |
RTC时钟计数复位
0 = 不复位
1 = 复位 |
0 |
|
CNTSEL |
[2] |
BCD计数选择
0 = 分配 BCD 计数
1 = 保留 |
0 |
|
CLKSEL |
[1] |
BCD 时钟选择
0 = XTAL 1/2 divided clock
1 = 保留（XTAL 供频） |
0 |
|
RTCEN |
[0] |
RTC控制使能
0 = 禁止
1 = 使能 |
0 |
如表4所示为BCD秒寄存器描述。
表4 BCDSEC寄存器
|
BCDSEC |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:7] |
保留 |
-- |
|
SECDATA |
[6:4] |
BCD 值 0~5 |
-- |
|
[3:0] |
0~9 |
-- |
如表5所示为BCD分钟寄存器描述。
表5 BCDMIN寄存器
|
BCDMIN |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:7] |
保留 |
-- |
|
MINDATA |
[6:4] |
BCD 值 0~5 |
-- |
|
[3:0] |
0~9 |
-- |
如表6所示为BCD小时寄存器描述。
表6 BCDHOUR寄存器
|
BCDHOUR |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:7] |
保留 |
-- |
|
HOURDATA |
[5:4] |
BCD 值 0~5 |
-- |
|
[3:0] |
0~9 |
-- |
如表7所示为BCD日期寄存器描述。
表7 BCDDATE寄存器
|
BCDDATE |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:7] |
保留 |
-- |
|
DATEDATA |
[5:4] |
BCD 值 0~3 |
-- |
|
[3:0] |
0~9 |
-- |
如表8所示为BCD星期寄存器描述。
表8 BCDDAY寄存器
|
BCDDAY |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:3] |
保留 |
-- |
|
DAYDATA |
[2:0] |
1~7 |
-- |
如表9所示为BCD月寄存器描述。
表9 BCDMON寄存器
|
BCDMON |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:5] |
保留 |
-- |
|
MONDATA |
[4] |
BCD 值 0~1 |
-- |
|
|
[3:0] |
0~9 |
-- |
如表10所示为BCD年寄存器描述。
表10 BCDYEAR寄存器
|
BCDYEAR |
位 |
描述 |
复位值 |
|
保留 |
[31:8] |
保留 |
-- |
|
YEARDATA |
[7:4] |
BCD 值 0~9 |
-- |
|
[3:0] |
0~9 |
-- |
4 RTC应用示例
1．相关寄存器定义
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)
2．主程序
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。
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;
}
2．实验过程及现象：
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。
hour 12 : min 59 : sec 17
hour 12 : min 59 : sec 18
hour 12 : min 59 : sec 19
hour 12 : min 59 : sec 20
400-611-6270
嵌入式
星创客
物联网
JavaEE
HTML5
VR/AR
人工智能
大数据
