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ENV中硬件RTC如何选择HSE时钟源

发布于 2022-10-09 12:59:35 浏览：1064 订阅该版

[tocm]

**前景提要**
1. 我的板上LSE没有外接晶振，ENV中无奈只能选择LSI
2. LSI时钟源精度太差，不去改分频值的前提下，每1s有127ms的误差，难以接受
3. STM32是支持HSE时钟为RTC的时钟源
4. 主要是用在ulog上，方便后续看日志找对应的时间点

**先看结论**
1. 使用LSI时钟源

![LSI时钟源.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221009/9bfc6e9db5d63be57bd342930616258c.png "LSI时钟源.png")
uart帧间隔为333ms,但ulog显示间隔为293ms
tcpsend帧间隔为2s,但ulog显示间隔为1.746s
这误差实在是有点大呀。。。

2.使用HSE时钟源

![HSE时钟源.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221009/1aae18ea0d2e532925d5befe3ee02cbb.png "HSE时钟源.png")
虽然误差还是有1~2ms的误差，但已经足够使用了
如果还要提高精度，hal库里有相应的校准函数，这里就不深入了

# **修改过程如下**
## 1. 修改board/kconfig
为了跟原来的程序兼容，这里添加一些自己的宏

```c
    menuconfig BSP_USING_ONCHIP_RTC
        bool "Enable RTC"
        select RT_USING_RTC
        default n
        if BSP_USING_ONCHIP_RTC
            choice
                prompt "Select clock source"
                default BSP_RTC_USING_LSE

config BSP_RTC_USING_LSE
                    bool "RTC USING LSE"

config BSP_RTC_USING_LSI
                    bool "RTC USING LSI"

config BSP_RTC_USING_HSE_8M25DIV
                    bool "RTC USING HSE 8M 25DIV"
            endchoice
        endif
```
增加宏选择 `BSP_RTC_USING_HSE_8M25DIV` 
然后ENV进memuconfig,选择新增加的宏，保存退出
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221009/3a6c01d7f64c26700aa634fb2175778f.png)

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221009/7b69539b75a80889fd26c5da98dbe9ce.png)

## 2. 修改cubemax RTC时钟源
我的板子是F4，晶振8M，看官自行选择
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221009/2350d80ed234035f7c9e51ad30ed86e3.png)
配置完后，右上角生成代码即可

## 3. 修改drv_rtc.c
### 1. 修改 stm32_rtc_init
修改点：22行，HSE时钟已经起振，这里主要是屏蔽LSE和LSI
```c
static rt_err_t stm32_rtc_init(void)
{
#if !defined(SOC_SERIES_STM32H7) && !defined(SOC_SERIES_STM32WL) && !defined(SOC_SERIES_STM32WB)
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
#endif

RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
#ifdef BSP_RTC_USING_LSI
#ifdef SOC_SERIES_STM32WB
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSI1;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_OFF;
    RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_ON;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
#else
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSI;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_OFF;
    RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_ON;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
#endif
#elif defined(BSP_RTC_USING_HSE_8M25DIV)
#else
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON;
    RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_OFF;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
#endif

if (rt_rtc_config() != RT_EOK)
    {
        LOG_E("rtc init failed.");
        return -RT_ERROR;
    }

return RT_EOK;
}
```
### 2. 修改 rt_rtc_config()
这里要着重注意分频系数
配置出1HZ的RTC时钟源就可以了
公式： `HSE/DIV = AsynchPrediv * SynchPrediv`
如：`8M/25 = 125 * 2560`

修改点：9~10行，50~52行
```c
static rt_err_t rt_rtc_config(void)
{
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};

HAL_PWR_EnableBkUpAccess();
    PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;
#ifdef BSP_RTC_USING_LSI
    PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSI;
#elif defined(BSP_RTC_USING_HSE_8M25DIV)
    PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_HSE_DIV25;
#else
    PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;
#endif
    HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct);

#if defined(SOC_SERIES_STM32WL)
    __HAL_RCC_RTCAPB_CLK_ENABLE();
#endif

/* Enable RTC Clock */
    __HAL_RCC_RTC_ENABLE();

RTC_Handler.Instance = RTC;

#if defined(SOC_SERIES_STM32F1)
    RTC_Handler.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;
    RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = RTC_AUTO_1_SECOND;
#elif defined(SOC_SERIES_STM32F0)

/* set the frequency division */
#ifdef BSP_RTC_USING_LSI
    RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = 0XA0;
    RTC_Handler.Init.SynchPrediv = 0xFA;
#else
    RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = 0X7F;
    RTC_Handler.Init.SynchPrediv = 0x0130;
#endif /* BSP_RTC_USING_LSI */

RTC_Handler.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    RTC_Handler.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
    RTC_Handler.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    RTC_Handler.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
#elif defined(SOC_SERIES_STM32F2) || defined(SOC_SERIES_STM32F4) || defined(SOC_SERIES_STM32F7) || defined(SOC_SERIES_STM32L4) || defined(SOC_SERIES_STM32WL) || defined(SOC_SERIES_STM32H7) || defined (SOC_SERIES_STM32WB)

/* set the frequency division */
#ifdef BSP_RTC_USING_LSI
    RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = 0x7D;
    RTC_Handler.Init.SynchPrediv = 0xFF;
    
#elif defined(BSP_RTC_USING_HSE_8M25DIV) 
    RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = 0x7D-1; //125
    RTC_Handler.Init.SynchPrediv = 0xA00-1; //2560
#else
    RTC_Handler.Init.AsynchPrediv = 0X7F;
    RTC_Handler.Init.SynchPrediv = 0xFF;         
#endif /* BSP_RTC_USING_LSI */

RTC_Handler.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    RTC_Handler.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
    RTC_Handler.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    RTC_Handler.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
#endif
    if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&RTC_Handler, RTC_BKP_DR1) != BKUP_REG_DATA)
    {
        LOG_I("RTC hasn't been configured, please use <date> command to config.");
        if (HAL_RTC_Init(&RTC_Handler) != HAL_OK)
        {
            return -RT_ERROR;
        }
    }
#ifdef SOC_SERIES_STM32F1
    else
    {
        /* F1 series need update by bkp reg datas */
        rt_rtc_f1_bkp_update();
    }
#endif

return RT_EOK;
}
```
### 3. 修改 get_rtc_timeval()
这里是ulog能否显示ms的关键
STM32的RTC是支持ms显示的，但不明白的是为什么原drv_rtc选择屏蔽
这里只需要将算出的 ms值传入 tv->tv_usec 即可

修改点：19~26行
```c
static void get_rtc_timeval(struct timeval *tv)
{
    RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct = {0};
    RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct = {0};
    struct tm tm_new = {0};

HAL_RTC_GetTime(&RTC_Handler, &RTC_TimeStruct, RTC_FORMAT_BIN);
    HAL_RTC_GetDate(&RTC_Handler, &RTC_DateStruct, RTC_FORMAT_BIN);

tm_new.tm_sec  = RTC_TimeStruct.Seconds;
    tm_new.tm_min  = RTC_TimeStruct.Minutes;
    tm_new.tm_hour = RTC_TimeStruct.Hours;
    tm_new.tm_mday = RTC_DateStruct.Date;
    tm_new.tm_mon  = RTC_DateStruct.Month - 1;
    tm_new.tm_year = RTC_DateStruct.Year + 100;

tv->tv_sec = timegm(&tm_new);

#if defined(SOC_SERIES_STM32H7) || defined(SOC_SERIES_STM32F4)
#if defined(BSP_RTC_USING_HSE_8M25DIV)
    tv->tv_usec = (RTC_Handler.Init.SynchPrediv - RTC_TimeStruct.SubSeconds * 1.0) 
                    / RTC_Handler.Init.SynchPrediv * 1000.0 * 1000.0;
#else
    tv->tv_usec = (255.0 - RTC_TimeStruct.SubSeconds * 1.0) / 256.0 * 1000.0 * 1000.0;
#endif
#endif
}
```

** 无意义的补充 **
上面的误差，更多的是来自线程消耗的，同一个时间源，按理说应该不会有多少误差
加一个绝对延时，这个“误差" 就被抵消了。

```c
void tcpserv_send(void *parameter)
{
    uint32_t LastTime;
    extern void proto_auto_poll(void);
    while(1)
    {
        //绝对延时
        LastTime = rt_tick_get() - LastTime;
        rt_thread_mdelay(LastTime>2000 ? 0 : (2000-LastTime));
        LastTime = rt_tick_get();

proto_auto_poll();
    }
}
```

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221009/2640ed6edb20dee7ea15de2d7196a334.png)