RT-Thread-STM32超低功耗进阶之RTCRT-Thread问答社区

STM32超低功耗进阶之RTC

发布于 2021-05-15 14:49:47 浏览：1691 订阅该版

[tocm]

### 一，RTC 在低功耗中的作用

RTC 在低功耗场景的作用非常重要，先回顾一下前面讲到的唤醒的方式，以及他的局限性：
	- 按键中断唤醒，如果设备在很难手动去触摸到按键的场景
	- 异常中断唤醒, 如果外设的电压等降低发生的异常，将会导致系统无法继续工作下去
	- 外设接收中断唤醒，如果本身是通讯的发起者，该如何唤醒
RTC 的优势：
	- RTC 可以使用 LSE 来提供时钟源，而且这个时钟源也可以给到 MCU
	- RTC 只需要电池供电就可以，功耗非常小
	- RTC 可以设置闹钟周期性的唤醒 MCU，即使在关机模式下
RTC 具备其他唤醒无法替代的优点，几乎所有的低功耗设备，都会使用到 RTC 的功能。

### 二，RTC 的功能

1. RTC 实现定时唤醒唤醒功能

```
  hrtc.Instance = RTC;
  hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
  hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
  hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
  hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
  hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_NONE;
  hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
  hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
  if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&hrtc, 0x0FFF, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
```

这里要注意 `AsynchPrediv` 和 `AsynchPrediv` 这两个数，RTC 的时间基准就是由这两个分频得来。一般来说 RTC 都是由 `32.768k` 的外部晶振来提供时钟源，这里计算可得：32.768k/(127+1)/(255+1) = 1 hz。

设置带有中断的定时器：

- 唤醒时间基准：16 / 32.768k =  ~0.5 ms
- 唤醒的时间 ：0.5 ms * 0x0FFF =  ~2 s

上面的代码的功能就是实现，每间隔 2s 唤醒一次 MCU

2. RTC 实现闹钟

设置当前的时间

```
  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();
  }
```

设置闹钟

```
  /** Enable the Alarm A
  */
  sAlarm.AlarmTime.Hours = 0x0;
  sAlarm.AlarmTime.Minutes = 0x0;
  sAlarm.AlarmTime.Seconds = 0x0;
  sAlarm.AlarmTime.SubSeconds = 0x0;
  sAlarm.AlarmTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
  sAlarm.AlarmTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
  sAlarm.AlarmMask = RTC_ALARMMASK_NONE;
  sAlarm.AlarmSubSecondMask = RTC_ALARMSUBSECONDMASK_ALL;
  sAlarm.AlarmDateWeekDaySel = RTC_ALARMDATEWEEKDAYSEL_DATE;
  sAlarm.AlarmDateWeekDay = 0x1;
  sAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;
  if (HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &sAlarm, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* RTC interrupt Init */
  HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
```

3. RTC 的侵入检测
   RTC 可以保证 MCU 在电池优电的情况下，备份域可以一直保存数据，如果检测到非法侵入可以销毁备份域的数据，以下代码由 cubemx 生成，未做验证

```
  sTamper.Tamper = RTC_TAMPER_1;
  sTamper.Trigger = RTC_TAMPERTRIGGER_LOWLEVEL;
  sTamper.NoErase = RTC_TAMPER_ERASE_BACKUP_ENABLE;
  sTamper.MaskFlag = RTC_TAMPERMASK_FLAG_DISABLE;
  sTamper.Filter = RTC_TAMPERFILTER_2SAMPLE;
  sTamper.SamplingFrequency = RTC_TAMPERSAMPLINGFREQ_RTCCLK_DIV32768;
  sTamper.PrechargeDuration = RTC_TAMPERPRECHARGEDURATION_1RTCCLK;
  sTamper.TamperPullUp = RTC_TAMPER_PULLUP_ENABLE;
  sTamper.TimeStampOnTamperDetection = RTC_TIMESTAMPONTAMPERDETECTION_ENABLE;
  if (HAL_RTCEx_SetTamper(&hrtc, &sTamper) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
```

4. RTC 唤醒时间输出一个电平信号

```
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    /**RTC GPIO Configuration
    PB2     ------> RTC_OUT_ALARM
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF0_RTC_50Hz;

hrtc.Instance = RTC;
  hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
  hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
  hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
  hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_WAKEUP;
  hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_POS1;
  hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
  hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
  if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
```

输出的这个电平信号的模式和电平高低都可以设置。

5. RTC 可以输出一个固定频率信号，如：1HZ

### 三，总结

RTC 的功能非常强大，在低功耗场景中可以在使用最低的功耗来进行睡眠，也可以防止非法入侵。
RTC 在低功耗场景中是不可或缺的组成部分，更多的 RTC 功能的发掘，可以在实际项目去体验一下，理解的也更加透彻。