STM32 实时时钟（RTC）详解
一、RTC 简介
RTC（Real Time Clock）即实时时钟，本质上是一个 32 位的秒级计数器：
-
最大计数值为
4294967295秒，约合 136 年：复制编辑
4294967295 / 60 / 60 / 24 / 365 ≈ 136 年 -
RTC 初始化时，主要配置两项：
-
时钟源（决定 1 秒的基准周期）
-
计数器初值（转换为日期 + 时间）
-
RTC 表现形式对比
| MCU型号 | 表现形式 |
|---|---|
| STM32F103 | 仅提供一个以秒为单位的数值，由软件完成时间转换 |
| STM32F407 | 硬件直接提供时间和日期寄存器 |
二、RTC 模块特性
-
可编程的 预分频系数，最大支持 2^20。
-
32 位计数器，用于长时间测量。
-
支持三种 RTC 时钟源：
-
HSE / 128
-
LSE（32.768KHz）→ 1Hz
-
LSI
-
-
两种独立复位机制：
-
APB1 接口系统复位
-
RTC 核心（后备域）复位
-
-
三种中断：
-
闹钟中断（Alarm）
-
秒中断（每秒触发）
-
溢出中断（计数器回到0）
-
三、RTC 架构简析
RTC 模块主要由两部分构成：
-
APB1 接口部分
-
与 MCU 通信，通过一组 16 位寄存器控制 RTC 配置。
-
由 PCLK1 驱动。
-
-
RTC 核心部分
-
预分频器模块：产生 1 秒基准时钟
TR_CLK -
计数器模块：32 位，累加系统时间，支持闹钟中断比较
-
四、RTC 初始化流程（STM32F1 示例）
-
使能 PWR、BKP 时钟：
RCC_APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN | RCC_APB1ENR_BKPEN; -
允许访问后备寄存器：
PWR->CR |= PWR_CR_DBP; -
复位备份域：
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_BDRST; RCC->BDCR &= ~RCC_BDCR_BDRST; -
打开并等待 LSE 时钟稳定：
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_LSEON; while (!(RCC->BDCR & RCC_BDCR_LSERDY)); -
选择 LSE 为 RTC 时钟源：
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCSEL_LSE; -
启用 RTC 时钟：
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCEN; -
等待上一次写操作完成（RTOFF = 1）
-
等待寄存器同步（RSF = 1）
-
进入配置模式（CNF = 1）
-
配置分频器和时间值：
RTC->PRLH = ...; RTC->PRLL = ...; RTC->CNTH = ...; RTC->CNTL = ...; -
退出配置模式（CNF = 0）
-
等待写操作完成（RTOFF = 1）
五、RTC 读写注意事项
写操作流程
-
等待
RTOFF = 1（前一次写完成） -
设置
CNF = 1（进入配置模式） -
写入目标寄存器（如 PRL、CNT、ALR）
-
清除
CNF = 0（退出配置模式） -
等待
RTOFF = 1（确认写操作完成）
每次写入至少需要等待 3 个
RTCCLK周期。
读操作注意事项
RTC 核心独立于 APB1 接口，RTC 内部值在 RTC 时钟上升沿同步 到 APB1 接口：
-
若系统曾关闭 APB1 时钟，第一次读取值可能无效（常为0）
-
必须等待
RSF = 1（寄存器同步完成）后再读数据
情况示例：复位后 / 停机唤醒后 / APB1重新打开
六、RTC 寄存器说明
| 寄存器名 | 描述 | 复位方式 |
|---|---|---|
RTC_CNT | 当前计数值（时间） | 后备复位 |
RTC_PRL | 分频器设定 | 后备复位 |
RTC_ALR | 闹钟时间值 | 后备复位 |
| 其他寄存器 | 配置与控制 | 系统复位 |
七、总结
RTC 模块作为独立的低功耗定时单元，在低功耗应用中非常重要。STM32 的 RTC 模块可实现秒级定时、闹钟中断、时间持久化（VBAT 支持）等功能。