2019年9月19日星期四（STM32 rtc实时时钟 i2c协议）

一.RTC(实时时钟)

1.背景

    时间在计算机系统中是一个非常重要的参数，在很多应用场景下都需要使用时间。RTC就是一个专门记录时间的设备，本质上是一个1Hz定时器。

    为了计时准确，计时系统掉电也要能够正常计时。为了到达这个目的，RTC需要独立的时钟源，独立的供电电源

    stm32f407的RTC的时钟源是低速晶振(LSE---32.768KHz),使用纽扣电池单独供电

2.stm32f407的RTC

 

        RTC进行2次预分频,一次7位异步和15位的同步，最终得到1hz的时钟，为了降低功耗，异步预分频器尽量设置较大的值

 

        RTC的中断属于外部中断，按照外部中断的方法配置

 

3.RTC编程实现

（1）使能PWR时钟

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);

（2）使能RTC寄存器访问

    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);

（3）选择RTC时钟源(LSE)

    RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//使能LSE时钟

    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)!=SET);//等待LSE就绪

    RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//选择LSE作为RTC时钟源

    RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//使能RTC时钟

（4）等待所有RTC寄存器就绪

    RTC_WaitForSynchro();

（5）初始化RTC(分频系数/时间格式)

    ErrorStatus RTC_Init(RTC_InitTypeDef* RTC_InitStruct)

 typedef struct
{
  uint32_t RTC_HourFormat;   /*!< 12/24小时格式  @ref RTC_Hour_Formats */
 
  uint32_t RTC_AsynchPrediv; /*!< 异步分频系数 0x7f lower than 0x7F */
 
  uint32_t RTC_SynchPrediv;  /*!< 同步分频系数 0xff lower than 0x7FFF */
}RTC_InitTypeDef;

（6）设置日期和时间

    ErrorStatus RTC_SetTime(uint32_t RTC_Format, RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct)

  typedef struct
{
  uint8_t RTC_Hours;    /*!< 时 */

  uint8_t RTC_Minutes;  /*!< 分 */
 
  uint8_t RTC_Seconds;  /*!< 秒 */

  uint8_t RTC_H12;      /*!< 上午/下午 AM/PM @ref RTC_AM_PM_Definitions */
}RTC_TimeTypeDef;

    ErrorStatus RTC_SetDate(uint32_t RTC_Format, RTC_DateTypeDef* RTC_DateStruct)   

  typedef struct
{
  uint8_t RTC_WeekDay; /*!< 星期 @ref RTC_WeekDay_Definitions */
 
  uint8_t RTC_Month;   /*!< 月 @ref RTC_Month_Date_Definitions*/

  uint8_t RTC_Date;     /*!< 日 */
 
  uint8_t RTC_Year;     /*!< 年 */
}RTC_DateTypeDef;

（7）往RTC备份寄存器中写入一个数据

    RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0, 0x8888);

---

（8）获取时间和日期

    void RTC_GetTime(uint32_t RTC_Format, RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct)

    void RTC_GetDate(uint32_t RTC_Format, RTC_DateTypeDef* RTC_DateStruct)

---

 如果使用闹钟功能，需要以下步骤：

（1）设置闹钟时间

    void RTC_SetAlarm(uint32_t RTC_Format, uint32_t RTC_Alarm, RTC_AlarmTypeDef* RTC_AlarmStruct)

    参数:

        RTC_Format - 时间格式(RTC_Format_BCD)

        RTC_Alarm - 哪个闹钟(RTC_Alarm_A)

        RTC_AlarmStruct - 闹钟时间结构体

 typedef struct
{
  RTC_TimeTypeDef RTC_AlarmTime;     /*!< 闹钟时间 */

  uint32_t RTC_AlarmMask;            /*!< 闹钟时间中要屏蔽的成员 */

  uint32_t RTC_AlarmDateWeekDaySel;  /*!< 选择星期匹配/日期匹配 @ref RTC_AlarmDateWeekDay_Definitions */
 
  uint8_t RTC_AlarmDateWeekDay;      /*!< 闹钟 星期/日期  @ref RTC_WeekDay_Definitions */
}RTC_AlarmTypeDef;

（2）清除闹钟中断标识，使能闹钟中断

    RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRA);

    RTC_ITConfig(RTC_IT_ALRA, ENABLE);

（3）初始化外部中断(上升沿触发 外部中断线17)

    EXTI_Init(.....);

（4）初始化NVIC(中断号-RTC_Alarm_IRQn)

    NVIC_Init(...);

（5）使能闹钟

    RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, ENABLE);

二.IIC

1.概念

    IIC(I2C)属于两线式串行总线，由飞利浦公司开发用于微控制器和外围设备进行通信一种总线(板间通信)

    IIC由数据线(SDA)和时钟线(SCL)组成的串行总线，可用于发送和接收数据，属于半双工通信，IIC通信速度为 100Kbps(400Kbps)

2.IIC线路连接

    IIC通信除了SCL和SDA以外，一般还有电源线(VCC)和地(GND)。IIC属于一主多从的总线结构(一个主设备(Master)，多个从设备(slave))

    通信由主设备发起，从设备被动响应，实现数据传输

    

3.IIC通信协议

（1）SCL和SDA接上拉电阻，默认高电平，表示总线是空闲状态

（2）从设备地址(7bit)

    用来区分总线上不同的从设备，从设备地址有固定部分和可配置部分 

（3）起始信号

    SCL保持高电平，SDA由高向低跳变

 

（4）停止信号

    SCL保持高电平，SDA由低向高跳变

 

（5）应答信号 ----- 收到有效数据向对方响应的信号

    发送方每发送一个字节(8位)，在第9个时钟周期释放数据线，接收对方的应答

    有效应答为低电平(ACK)，表示对方接收成功；无效应答为高电平(NACK),表示对方没有接收成功

（6）数据传输的实现

    由SCL和SDA配合实现的，在SCL为高电平期间，保持SDA数据稳定(这段时间是对方读取数据时间)

    在SCL为低电平期间，可以改变SDA的电平(这段时间是设置要发送的数据时间)

 

        在IIC参考时钟的控制下，按照上述方法一位一位一次发送每一位数据

4.IIC协议通信过程

1）主设备发送起始信号

2）主设备发送从设备地址(高7bit)和读/写信号(低1bit)

    1表示读，0表示写

3）等待从设备响应(ACK)

-------------------------读--------------------------

4）发送读数据 寄存器/内部 地址(由从设备)

5）等待ACK

6）主设备发送起始信号，主设备发送从设备地址和读信号

7）读取从设备发送过来的数据

-----------------------写---------------------------

4）发送写数据 寄存器/内部 地址(由从设备)

5）等待ACK

6）发送要写的数据

5.IIC通信的实现

1）使用GPIO模拟实现

    如果芯片上没有IIC控制器，或者控制接口不够用，使用IO口模拟实现IIC通信协议

    手动控制IO口，实现IIC的信号和数据传输

2）使用IIC控制器

    IIC控制器将IIC协议中的固定部分实现，我们只需要将IIC协议中的可变部分(从设备地址 数据)提供给控制器

    控制器自动按照IIC协议实现传输    

6.at24c02

    at24c02是一种eeprom,电擦除的存储芯片，存储的数据掉电不丢失，实际应用中用来存储版本信息,更新信息等等

1）原理图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

2）AT24C02说明手册

 

从设备地址

 

    1010000 = 0x50

写操作

 

读操作