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【NXP MCXN947测评之RTC Alarm2】

发布于 2024-04-07 10:47:18 浏览：341 订阅该版

[tocm]

# 1. 前言
本例程演示了如何使用RTC设备和GPIO引脚。它包含了硬件初始化、中断处理、时间设置和闹钟功能的实现。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/f21e276264f375ca56f32e95422685b9.png.webp)
视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV12z421y7Yt/

## 1.1 本章内容
本章通过env环境配置 FRDM-MCXN947的RTC设备以及Alarm闹钟 ，并对NXP MCXN947的使用进行详细配置并演示测试。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/2cbd5595f69a9a4a2e1c115479398948.png.webp)

## 1.2 模块介绍
实时时钟(RTC)是一个低功耗模块，提供时间保持和日历功能，还可以针对振荡器中由于晶体或温度引起的32kHz或16kHz时钟的变化来补偿1Hz时钟。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/f4098e5940657153191019c220cec862.png.webp)

MCXN947 RTC包括以下功能：

- 专为低功耗设计：时间和日期计数器交错排列，以防止同时切换
- 基本时钟功能：天、小时、分钟和秒的独立计数器，日历支持—独立的年、月和星期几计数器：使用用户定义的参数自动调整夏令时
自动调整月份和闰年，如果您选择提供外部补偿的1Hz时钟，则支持运行计数器的外部时钟
- 时区偏移量——RTC使用本地时间，该时间隐含地包含时区偏移量
- 带中断的可编程报警——如果MCU将其用作唤醒事件，则从RTC输出报警
周期性中断（采样定时器中断）
- 硬件补偿——针对温度变化或晶体特性导致的振荡器时钟频率变化，补偿1 Hz时钟（到计数器）。
## 1.3 软件开发
开发环境：MDK 5.38，env 1.5.0
环境搭建博客见：
- [【恩智浦FRDM-MCX947开箱实践指南1】](https://vor2345.blog.csdn.net/article/details/137411166)
- [Env 用户手册](https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/env/env)
在开启 RTC 设备框架以及 RTC 驱动之后，用户可以`#include <sys/time.h>`用来引用标准的时间操作函数（例如 `time、ctime、stime、mktime`等）。在Unix系统或者Windows系统下怎么使用`<time.h>`里边的函数。

RTC 设备框架也提供了`set_date()`和`set_time()`函数，方便用户快速修改时间和日期。

|函数|	描述
|---|---|
|set_date()	|设置日期，年、月、日（当地时区）
|set_time()	|设置时间，时、分、秒（当地时区）

# 2. RTC步骤说明
## 2.1 新建工程
下拉代码`git clone https://github.com/RT-Thread/rt-thread.git rt-thread`
文件配置代码位置如下图分部，克隆的rt-thread文件在env环境大文件夹下

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/19e199a266de3c418b127fa33ace2738.png.webp)
以管理员身份运行`env.exe`，启动正常如下

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/128684d19c8e897ed87e93c79c49749f.png)

切换到frdm-mcxn947工程目录`cd rt-thread\bsp\nxp\mcx\mcxn\frdm-mcxn947`

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/a066902c4f30f09fb42055fe3323477f.png)

此时正确进入环境配置界面

## 2.2 配置RTC
env环境中输入`menuconfig`后按回车，弹出当前工程的配置界面

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/537f3ed816186e4cfbdeed020e322a79.png)

使能RTC模块`Hardware Drivers Config ---> On-chip Peripheral Drivers ---> Enable RTC`

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/d693dc8925419cc68e127bbdab3b76b8.png)

输入`Y`激活`Enable RTC`
save保存设置，回车

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/94774108c0b4e229456af6aca0c70415.png)

输入`scons --target=mdk5`后按回车重新生成工程

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/2ff30c892b61a603581711b31d38726a.png)

# 3. 代码验证
## 3.1 测试代码
编写`main`测试代码，首先初始化RTC设备，然后设置日期时间，延时3秒后获取时间并打印。

```cpp
/*
 * Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team
 * Copyright (c) 2019-2020, Arm Limited. All rights reserved.
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2019-10-24     Magicoe      first version
 * 2020-01-10     Kevin/Karl   Add PS demo
 * 2020-09-21     supperthomas fix the main.c
 *
 */

#include <rtdevice.h>
#include <rtthread.h>
#include "drv_pin.h"
#define LEDB_PIN        ((0*32)+10)
#define BUTTON_PIN      ((0*32)+23)
static void sw_pin_cb(void *args);
#define RTC_NAME       "rtc"
static int rtc_test(int argc, char *argv[])
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    time_t now;
    rt_device_t device = RT_NULL;
    /*寻找设备*/
    device = rt_device_find(RTC_NAME);
    if (!device)
    {
      return RT_ERROR;
    }
    /*初始化RTC设备*/
    if(rt_device_open(device, 0) != RT_EOK)
    {
      return RT_ERROR;
    }
    /* 设置日期 */
    ret = set_date(2024, 4, 6);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set RTC date failed\n");
        return ret;
    }
    /* 设置时间 */
    ret = set_time(15, 22, 30);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set RTC time failed\n");
        return ret;
    }
    /* 延时3秒 */
    rt_thread_mdelay(3000);
    /* 获取时间 */
    now = time(RT_NULL);
    rt_kprintf("%s\n", ctime(&now));
    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(rtc_test, rtc test);
int main(void)
{
#if defined(__CC_ARM)
    rt_kprintf("using armcc, version: %d\n", __ARMCC_VERSION);
#elif defined(__clang__)
    rt_kprintf("using armclang, version: %d\n", __ARMCC_VERSION);
#elif defined(__ICCARM__)
    rt_kprintf("using iccarm, version: %d\n", __VER__);
#elif defined(__GNUC__)
    rt_kprintf("using gcc, version: %d.%d\n", __GNUC__, __GNUC_MINOR__);
#endif
    rt_pin_mode(LEDB_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);  /* Set GPIO as Output */
    rt_pin_mode(BUTTON_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
    rt_pin_attach_irq(BUTTON_PIN, PIN_IRQ_MODE_FALLING, sw_pin_cb, RT_NULL);
    rt_pin_irq_enable(BUTTON_PIN, 1);
    rt_kprintf("RTC Alarm2 for NXP MCXN947 Review\r\n");

#ifdef RT_USING_SDIO
    rt_thread_mdelay(2000);
    if (dfs_mount("sd", "/", "elm", 0, NULL) == 0)
    {
        rt_kprintf("sd mounted to /\n");
    }
    else
    {
        rt_kprintf("sd mount to / failed\n");
    }
#endif

while (1)
    {
        rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_HIGH);    /* Set GPIO output 1 */
        rt_thread_mdelay(500);               /* Delay 500mS */
        rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_LOW);     /* Set GPIO output 0 */
        rt_thread_mdelay(500);               /* Delay 500mS */
    }
}

static void sw_pin_cb(void *args)
{
    rt_kprintf("sw pressed\r\n");
}

// end file

```
1. 中文乱码
许多刚刚接触单片机的小白，都很有可能遇到过使用 Keil 编写注释时出现中文变成问号或者乱码的情况。

> 解决步骤 首先打开 Keil，在菜单栏中点击` Edit `–>选择` Configuration `命令–>将`Encoding`选择为`Chinese GB2312(Simplified) `–>点击 OK 即可。
> ![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/bdb3c76ce1d367402c47d20df3f6fa5f.png)

编译并下载

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/b467841d28f66f8b6a279fe0ee672de7.png.webp)

使用`rtc_test`和`date`测试代码

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/98b320359c6c35885410bbfb17f7f6af.png.webp)

## 3.2 打印输出
从以上打印信息可以看出，rtc已经使能，然后使用date命令确认时间已正常写入。

```cpp
15:30:03.371 -> sram heap, begin: 0x0x20001994, end: 0x0x2005f600
15:30:03.375 -> 
15:30:03.375 -> 
15:30:03.375 -> 
15:30:03.375 ->  \ | /
15:30:03.376 -> - RT -     Thread Operating System
15:30:03.378 -> 
15:30:03.379 ->  / | \     5.1.0 build Apr  6 2024 15:29:15
15:30:03.383 -> 
15:30:03.383 ->  2006 - 2024 Copyright by RT-Thread team
15:30:03.386 -> 
15:30:03.386 -> using armclang, version: 6210000
15:30:03.390 -> RTC Alarm2 for NXP MCXN947 Review
15:30:03.393 -> 
15:30:03.393 -> 
15:30:03.393 -> msh >rtc_test
15:30:17.100 -> 
15:30:20.099 -> Sat Apr  6 15:30:33 2024
15:30:20.101 -> 
15:30:20.101 -> 
15:30:20.101 -> 
15:30:20.101 -> msh >date
15:30:33.387 -> 
15:30:33.387 -> local time: Sat Apr  6 15:30:47 2024
15:30:33.390 -> 
15:30:33.390 -> timestamps: 1712388647
15:30:33.392 -> timezone: UTC+08:00:00
15:30:33.394 -> 
15:30:33.394 -> msh >
```

# 4. Alarm 简介
alarm 闹钟功能是基于 RTC 设备实现的，根据用户设定的闹钟时间，当时间到时触发 alarm 中断，执行闹钟事件，在硬件上 RTC 提供的 Alarm 是有限的，RT-Thread 将 Alarm 在软件层次上封装成了一个组件，原理上可以实现无限个闹钟，但每个闹钟只有最后一次设定有效.

> 注意：要使用 Alarm 组件，需要使用 menuconfig 配置打开 Alarm 组件功能，由于alarm 是基于 RTC 设备，因此 RTC 也需要打开，且需要实现 RTC提供的 ops 接口中的`set_alarm` 和 `get_alarm` 接口，具体实现过程请[参考 RTC](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/rtc/rtc)驱动开发文档

现在是基于上面RTC案例开发，alarm 组件开启位置 ： `RT-Thread Components -> Device Drivers -> Using RTC alarm&Using software simulation RTC device`

```bash
RT-Thread Components  --->                   
    Device Drivers  ---> 
        [*]   Using RTC alarm
        [*]   Using software simulation RTC device                   /* 使用软件模拟 RTC */
```

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/86ca75b4c921b2892211002bc48d82fc.png)

输入`scons --target=mdk5`后按回车重新生成工程

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/44547ec317d6ec1e0f8983b9bc5ed438.png)

## 4.1 访问 Alarm 设备
应用程序通过使用 alarm 组件提供的接口使用 Alarm 功能，相关接口如下 :

## 4.2 Alarm 使用示例
alarm 设备使用可以参考以下示例代码：

#include <rtdevice.h>
#include <rtthread.h>
#include "drv_pin.h"
#define LEDB_PIN        ((0*32)+10)
#define BUTTON_PIN      ((0*32)+23)
static void sw_pin_cb(void *args);
int i;
/*
** 程序清单：这是一个 RTC 设备使用例程
** 例程导出了 alarm_sample 命令到控制终端
** 命令调用格式：alarm_sample
** 程序功能：设置RTC时间，创建闹钟，模式：每秒触发，启动闹钟
**/

void user_alarm_callback(rt_alarm_t alarm, time_t timestamp)
{
  rt_kprintf("user alarm callback function.\n");
        rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_LOW);    /* Set GPIO output 1 */
        rt_thread_mdelay(500);               /* Delay 500mS */
        rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_HIGH);     /* Set GPIO output 0 */
        rt_thread_mdelay(500);               /* Delay 500mS */
	i = i +1;
	if(i >= 2){
		rt_alarm_stop(alarm);
	}
}

void alarm_sample(void)
{  
    rt_device_t dev = rt_device_find("rtc");
    struct rt_alarm_setup setup;
    struct rt_alarm * alarm = RT_NULL;
    static time_t now;
    struct tm p_tm;
	i= 0;
    if (alarm != RT_NULL)
        return;

/* 获取当前时间戳，并把下一秒时间设置为闹钟时间 */
    now = time(NULL) + 1;
    gmtime_r(&now,&p_tm);

setup.flag = RT_ALARM_SECOND;            
    setup.wktime.tm_year = p_tm.tm_year;
    setup.wktime.tm_mon = p_tm.tm_mon;
    setup.wktime.tm_mday = p_tm.tm_mday;
    setup.wktime.tm_wday = p_tm.tm_wday;
    setup.wktime.tm_hour = p_tm.tm_hour;
    setup.wktime.tm_min = p_tm.tm_min;
    setup.wktime.tm_sec = p_tm.tm_sec;

alarm = rt_alarm_create(user_alarm_callback, &setup);    
		
    if(RT_NULL != alarm)
    {
        rt_alarm_start(alarm);
    }
}
/* export msh cmd */
MSH_CMD_EXPORT(alarm_sample,alarm sample);

#define RTC_NAME       "rtc"
static int rtc_test(int argc, char *argv[])
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    time_t now;
    rt_device_t device = RT_NULL;
    /*寻找设备*/
    device = rt_device_find(RTC_NAME);
    if (!device)
    {
      return RT_ERROR;
    }
    /*初始化RTC设备*/
    if(rt_device_open(device, 0) != RT_EOK)
    {
      return RT_ERROR;
    }
    /* 设置日期 */
    ret = set_date(2024, 4, 6);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set RTC date failed\n");
        return ret;
    }
    /* 设置时间 */
    ret = set_time(20, 31, 30);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set RTC time failed\n");
        return ret;
    }
    /* 延时3秒 */
    rt_thread_mdelay(3000);
    /* 获取时间 */
    now = time(RT_NULL);
    rt_kprintf("%s\n", ctime(&now));
    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(rtc_test, rtc test);

int main(void)
{
#if defined(__CC_ARM)
    rt_kprintf("using armcc, version: %d\n", __ARMCC_VERSION);
#elif defined(__clang__)
    rt_kprintf("using armclang, version: %d\n", __ARMCC_VERSION);
#elif defined(__ICCARM__)
    rt_kprintf("using iccarm, version: %d\n", __VER__);
#elif defined(__GNUC__)
    rt_kprintf("using gcc, version: %d.%d\n", __GNUC__, __GNUC_MINOR__);
#endif
    rt_pin_mode(LEDB_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);  /* Set GPIO as Output */
    rt_pin_mode(BUTTON_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
    rt_pin_attach_irq(BUTTON_PIN, PIN_IRQ_MODE_FALLING, sw_pin_cb, RT_NULL);
    rt_pin_irq_enable(BUTTON_PIN, 1);
    rt_kprintf("RTC Alarm2 for NXP MCXN947 Review\r\n");

while (1)
    {
//        rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_HIGH);    /* Set GPIO output 1 */
//        rt_thread_mdelay(500);               /* Delay 500mS */
//        rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_LOW);     /* Set GPIO output 0 */
        rt_thread_mdelay(500);               /* Delay 500mS */
    }
}

static void sw_pin_cb(void *args)
{
    rt_kprintf("sw pressed\r\n");
}

#include "fsl_device_registers.h"       // Device header
// end file

```
## 4.3 源码解析
在原来的RTC例程上添加了闹钟示例函数：
`void alarm_sample(void)`：设置了RTC设备的时间，并创建了一个每秒触发一次的闹钟并且闪烁红色LED灯。

编译上传后，调试结果如下 :

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240407/122c40e708b959b90803797161c10602.png.webp)
可以正常设置时间，并且唤醒闹钟设置，闹钟响起后交替LED闪烁提醒。
# 5. 总结

🥳🥳🥳现在，我们在本教程中，您学习了NXP MCXN947测评之RTC Alarm。🛹🛹🛹演示了如何使用RTC设备和GPIO引脚。它包含了硬件初始化、中断处理、时间设置和闹钟功能的实现。🥳🥳🥳科学地合理地进行创作和发挥效益，然后为人类社会发展贡献一点微薄之力。🤣🤣🤣

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gitee代码地址：[https://gitee.com/vor2345/frdm-mcxn947_rtc/tree/master](https://gitee.com/vor2345/frdm-mcxn947_rtc/tree/master )
参考链接：
- [NXP MCXN947测评之 rtc](https://club.rt-thread.org/ask/article/3aeee7adc35eb5a9.html)
- [Env 用户手册](https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/env/env)
- [【恩智浦FRDM-MCX947开箱实践指南1】](https://club.rt-thread.org/ask/article/d4ff640897ebdc75.html )