1. 什么是BKP
•备份寄存器(BKP)在大容量STM32芯片中通常是42个16位寄存器（共84字节），用于存储用户数据。它们位于备份域中，当VDD电源切断时，可由VBAT引脚连接的备用电池维持供电保证数据不丢失。当系统从待机模式唤醒、或发生系统复位/电源复位时，BKP数据不会被清除（除非主动进行备份域复位或VBAT断电）。
• 注意:BKP特殊的一点就是他们是由两个电源控制的(VDD和VBAT)，当VDD不工作了还有VBAT给BKP供电。但是，BKP也不是掉电不丢失数据的。当两个电源都没了，那数据可能也就没了。
• 此外， BKP控制寄存器用来管理侵入检测(TAMPWE)和RTC校准功能。
• 作用:
•存储RTC的配置参数（如校准值、时钟源选择）。
•保存关键数据（如时间戳、闹钟设置），避免复位或掉电后丢失。
• 复位后，对备份寄存器(BKP)和RTC的访问被禁止，并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器(BKP)和RTC的访问：
• 通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟，如图:
• 电源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位来使能对后备寄存器(BKP)和RTC的访问，如图：
• 用户数据存储容量：20字节（中容量和小容量）/ 84字节（大容量和互联型)。
2. BKP框图
• 侵入检测的作用:防止别人恶意读取数据，保护数据，如果一旦发生别人读取数据，数据自动销毁。
3. 实操，读写BKP
3.1在rtc.c
#include "rtc.h" RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0}; void rtc_init(){ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();//打开电源时钟 __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();//打开备份接口时钟 HAL_PWR_EnableBkUpAccess();//使能允许写入RTC和BKP rtc_handle.Instance = RTC; rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767; rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE; HAL_RTC_Init(&rtc_handle);//rtc和bkp是紧密的，都在一个区域(后备域)，并且还共用一个VBAT } uint16_t rtc_read_bkr(uint8_t bkrx){//读 uint32_t recv_data = 0; recv_data = HAL_RTCEx_BKUPRead(&rtc_handle,bkrx); return (uint16_t) recv_data; } void rtc_write_bkr(uint8_t bkrx,uint16_t data){//写 HAL_RTCEx_BKUPWrite(&rtc_handle,bkrx,data); }3.2在main.c
#include "sys.h" #include "uart1.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "rtc.h" int main(void) { HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */ stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */ led_init(); /* LED初始化 */ uart1_init(115200); rtc_init(); printf("hello world\r\n"); rtc_write_bkr(1,0x11CD); printf("读到的数据是:%X\r\n",rtc_read_bkr(1)); while(1)//流水灯实验 { } }4. 什么是RTC
•实时时钟是一个独立的定时器。RTC模块拥有一组连续计数的计数器(32位的可编程计数器)，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能(F1系列是没有的)。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。
•RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后， RTC的设置和时间维持不变。
•复位后，对备份寄存器和RTC的访问被禁止，并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和RTC的访问：
•通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟。
•电源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位来使能对后备寄存器和RTC的访问。
•32位的可编程计数器(RTC):保存的是可对应的UNIX时间戳
•20位的可编程预分频器，可以适配不同速率的输入时钟
•RTC的时钟源有三种:
•HSE的时钟除以128(通常是8MHz/128)。
•LSE振荡器时钟(通常是32.768KHz)(最常用的)，可以配置为1hz(经过分频之后)
•LSI振荡器时钟(40KHz)(这个是不精确的)
•如图:
5.RTC框图
• 工作原理:(在RTC预分频器)
•假设要生成1hz的时钟信号(TR_CLK),可以设置RTC_PRL(分频系数)为32768 - 1，然后重装载给RTC_DIV(余数寄存器)，RTC模块把把32.768khz的外部时钟分频32768次得到1hz，然后再将1hz的信号存入RTC_CNT中。
•RTC_DIV在每次计数时自减，当计数到0时触发TR_CLK，存入RTC_CNT中，然后并重装载RTC_PRL的值继续分频。
6.RTC驱动步骤
•使能电源及后备域时钟
•使能后背域访问
•初始化RTC(设置分频及工作参数)
•设置msp函数(使能RTC，设置时钟源，中断配置)
•编写读写RTC时间函数
•编写闹钟相关函数
•注意事项:
•必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位(配置位)，使RTC进入配置模式后，才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器。
•对RTC任何寄存器的写操作，都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位，判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是1时，才可以写入RTC寄存器。
7.实操，读写RTC时间实验
7.1 在rtc.c
#include "rtc.h" #include "stdio.h" RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0}; void rtc_init(){ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE(); HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); rtc_handle.Instance = RTC; rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767; rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;//RTC不会输出任何信号到侵入引脚 HAL_RTC_Init(&rtc_handle);//rtc和bkp是紧密的，都在一个区域(后备域)，并且还共用一个VBAT //在HAL库中，CNF位的写1操作被封装在RTC初始化、时间设置和预分频配置等函数中，开发者无需直接操作寄存器。 //通过调用HAL_RTC_Init()、HAL_RTC_SetTime()等函数，库函数会自动管理CNF位的状态，确保寄存器的安全访问。 } void rtc_set_time(struct tm time_data){ RTC_DateTypeDef rtc_date = {0}; RTC_TimeTypeDef rtc_time = {0}; rtc_date.Year = time_data.tm_year; rtc_date.Month = time_data.tm_mon; rtc_date.Date = time_data.tm_mday; HAL_RTC_SetDate(&rtc_handle,&rtc_date,RTC_FORMAT_BIN); rtc_time.Hours = time_data.tm_hour; rtc_time.Minutes = time_data.tm_min; rtc_time.Seconds = time_data.tm_sec; HAL_RTC_SetTime(&rtc_handle,&rtc_time,RTC_FORMAT_BIN); /*两种格式区别 BIN格式：需要将每个数值从二进制转换为十进制， 例如将小时的二进制值1100转换为十进制的12。 BCD格式：可以直接将每个4位二进制数组分解并解码为十进制数字， 例如小时的BCD值0001 0010直接解码为12。 其中每个部分分别表示十进制数 1 和 2。 */ while(!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&rtc_handle,RTC_FLAG_RTOFF));//等待写入完成。 } void rtc_get_time(){ RTC_DateTypeDef rtc_date = {0}; RTC_TimeTypeDef rtc_time = {0}; HAL_RTC_GetDate(&rtc_handle,&rtc_date,RTC_FORMAT_BIN); HAL_RTC_GetTime(&rtc_handle,&rtc_time,RTC_FORMAT_BIN); printf("%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\r\n",rtc_date.Year+2000,rtc_date.Month,rtc_date.Date,rtc_time.Hours,rtc_time.Minutes,rtc_time.Seconds); } void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc){ //HAL_RCC_ClockConfig 是 STM32 微控制器中用于配置系统时钟、 //AHB（高级高性能总线）、APB1（高级外设总线1）和 APB2（高级外设总线2）总线时钟的函数 __HAL_RCC_RTC_ENABLE();//开启RTC RCC_OscInitTypeDef rcc_osc = {0};//配置时钟振荡器的函数 RCC_PeriphCLKInitTypeDef rcc_ppc = {0}; rcc_osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; rcc_osc.LSEState = RCC_LSE_ON; rcc_osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;//没用到锁相环 //HAL_RCC_OscConfig 是 STM32 微控制器中用于配置时钟振荡器的函数。它属于 STM32 的硬件抽象层（HAL）库 HAL_RCC_OscConfig(&rcc_osc); rcc_ppc.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC; rcc_ppc.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE; //HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig 是 STM32 微控制器中用于配置外设时钟的函数 HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&rcc_ppc); } uint16_t rtc_read_bkr(uint8_t bkrx){ uint32_t recv_data = 0; recv_data = HAL_RTCEx_BKUPRead(&rtc_handle,bkrx); return (uint16_t) recv_data; } void rtc_write_bkr(uint8_t bkrx,uint16_t data){ HAL_RTCEx_BKUPWrite(&rtc_handle,bkrx,data); }7.2 在main.c
#include "sys.h" #include "uart1.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "rtc.h" int main(void) { HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */ stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */ led_init(); /* LED初始化 */ uart1_init(115200); rtc_init(); printf("hello world\r\n"); if(rtc_read_bkr(1) != 0x11CD){//防止复位干扰时间 rtc_write_bkr(1,0x11CD); printf("读到的数据是:%X\r\n",rtc_read_bkr(1)); struct tm time_data; time_data.tm_year = 2025; time_data.tm_mon = 3; time_data.tm_mday = 12; time_data.tm_hour = 15; time_data.tm_min = 56; time_data.tm_sec = 30; rtc_set_time(time_data); } while(1)//流水灯实验 { rtc_get_time(); delay_ms(1000); } }8. 实操 RTC闹钟实验
8.1 在rtc.c
#include "rtc.h" #include "stdio.h" RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0}; void rtc_init(){ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE(); HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); rtc_handle.Instance = RTC; rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767; rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE; HAL_RTC_Init(&rtc_handle);//rtc和bkp是紧密的，都在一个区域(后备域)，并且还共用一个VBAT } void rtc_set_time(struct tm time_data){ RTC_DateTypeDef rtc_date = {0}; RTC_TimeTypeDef rtc_time = {0}; rtc_date.Year = time_data.tm_year; rtc_date.Month = time_data.tm_mon; rtc_date.Date = time_data.tm_mday; HAL_RTC_SetDate(&rtc_handle,&rtc_date,RTC_FORMAT_BIN); rtc_time.Hours = time_data.tm_hour; rtc_time.Minutes = time_data.tm_min; rtc_time.Seconds = time_data.tm_sec; HAL_RTC_SetTime(&rtc_handle,&rtc_time,RTC_FORMAT_BIN); while(!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&rtc_handle,RTC_FLAG_RTOFF)); } void rtc_get_time(){ RTC_DateTypeDef rtc_date = {0}; RTC_TimeTypeDef rtc_time = {0}; HAL_RTC_GetDate(&rtc_handle,&rtc_date,RTC_FORMAT_BIN); HAL_RTC_GetTime(&rtc_handle,&rtc_time,RTC_FORMAT_BIN); printf("%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\r\n",rtc_date.Year+2000,rtc_date.Month,rtc_date.Date,rtc_time.Hours,rtc_time.Minutes,rtc_time.Seconds); } void rtc_set_alarm(struct tm alarm_data){ RTC_AlarmTypeDef rtc_alarm = {0}; rtc_alarm.AlarmTime.Hours = alarm_data.tm_hour; rtc_alarm.AlarmTime.Minutes = alarm_data.tm_min; rtc_alarm.AlarmTime.Seconds = alarm_data.tm_sec; rtc_alarm.Alarm = RTC_ALARM_A; HAL_RTC_SetAlarm_IT(&rtc_handle,&rtc_alarm,RTC_FORMAT_BIN);//启动闹钟中断。 while(!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&rtc_handle,RTC_FLAG_RTOFF)); } void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc){ __HAL_RCC_RTC_ENABLE(); RCC_OscInitTypeDef rcc_osc = {0}; RCC_PeriphCLKInitTypeDef rcc_ppc = {0}; rcc_osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; rcc_osc.LSEState = RCC_LSE_ON; rcc_osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; HAL_RCC_OscConfig(&rcc_osc); rcc_ppc.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC; rcc_ppc.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE; HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&rcc_ppc); HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn,2,0); HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn); } void RTC_Alarm_IRQHandler(){ HAL_RTC_AlarmIRQHandler(&rtc_handle); } void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc){ printf("ring ring ring\r\n"); } uint16_t rtc_read_bkr(uint8_t bkrx){ uint32_t recv_data = 0; recv_data = HAL_RTCEx_BKUPRead(&rtc_handle,bkrx); return (uint16_t) recv_data; } void rtc_write_bkr(uint8_t bkrx,uint16_t data){ HAL_RTCEx_BKUPWrite(&rtc_handle,bkrx,data); }8.2 在main.c
#include "sys.h" #include "uart1.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "rtc.h" int main(void) { HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */ stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */ led_init(); /* LED初始化 */ uart1_init(115200); rtc_init(); printf("hello world\r\n"); if(rtc_read_bkr(1) != 0x11CD){ rtc_write_bkr(1,0x11CD); printf("读到的数据是:%X\r\n",rtc_read_bkr(1)); struct tm time_data; struct tm alarm_data; time_data.tm_year = 2025; time_data.tm_mon = 3; time_data.tm_mday = 12; time_data.tm_hour = 15; time_data.tm_min = 56; time_data.tm_sec = 30; rtc_set_time(time_data); alarm_data.tm_hour = 15; alarm_data.tm_min = 56; alarm_data.tm_sec = 40; rtc_set_alarm(alarm_data); } while(1)//流水灯实验 { rtc_get_time(); delay_ms(1000); } }
