版本 f06fd0c65d44df480223ddf5f44fc20db0f604e9
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title: Real-time Clock (RTC)
categories: GPIO, STM32, STM32F4
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Introduction
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Real-Time Clock(RTC)是負責記錄時間的元件，出現在需要長期使用時鐘的電子設備中。例如學校定時關閉冷氣的裝置，以及手機上的鬧鈴功能。
System Overview
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基本上RTC（Real-time clock）本身就是一個真正的時鐘，利用原本STM本身所內建的振盪器再利用Prescaler降成1Hz讓RTC使用。利用硬體達成的binary-coded decimal (BCD) format，可以把下列與時間有關的資訊儲存，而且不需要任何軟體轉換，因為硬體就已經把資料轉成一般的日期格式。
- sub-seconds
- seconds
- minutes
- hours in 12-hour or 24-hour format
- day of the week (day)
- day of the month (date)
- month
- year
可用的功能
- Alarm A ＆ Alarm B
- Auto wakeup
- Timestamp
- Tamper detection
Block Diagram
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[#]_
.. [#] `Block Diagram <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.780
.. image:: /rtc_block.png
.. [#] [Block Diagram ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.780
Functional Description
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Clock Source
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.. image:: /clocksource2.png
**STM32的 Clock 有分成「SYSCLK」和「RTCCLK」：**
**STM32的 Clock 有分成「SYSCLK」和「Secondary Clock」：**
SYSCLK為系統的clock有三種來源：
1. **HSI** (High-Speed Internal) ：16MHz,RC電路
2. **HSE** (Low-Speed External)：4-26MHz (一般選用8MHz),石英震盪
2. **HSE** (High-Speed External)：4-26MHz (一般選用8MHz),石英震盪
3. Main **PLL** clock
RTCCLK為設備的clock有兩種來源：
Secondary Clock:
1. **LSI** (Low-Speed Internal) ：40kHz,RC電路震盪
2. **LSE** (High-Speed External)：32.768kHz,石英震盪
2. **LSE** (Low-Speed External)：32.768kHz,石英震盪
----> RTC 主要是使用 **HSE** , **LSI** , **LSE** 三種來源 [#]_
.. [#] `Clock Source <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.150
.. [#] [Clock Source ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.150
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**比較 「HSE」, 「LSI」 , 「LSE」三種輸入來源：**
- HSE - 較為耗能， 可以處理像是USB或TV訊號的clock，需要和和另一個clock穩定同步。
- LSI - 是一個低功耗的clock，可以再停機或待機模式下保持運行，用在auto-wakeup(簡稱AWU)與 watchdog看門狗(簡稱IMDG)。
- LSE - 它是一個低功耗且"精準"的clock，適合用在時間的精確計算。
- HSE - 較為耗能， 可以處理像是USB或TV訊號的clock，需要和另一個clock穩定同步。
- LSI - 是一個低功耗的clock，可以在停機或待機模式下保持運行，用在auto-wakeup(簡稱AWU)與 watchdog看門狗(簡稱IWDG)。
- LSE - 它是一個低功耗且精準的clock，適合用在時間的精確計算。
Prescaler
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.. image:: /stm32 RTC prescaler.png
RTC prescaler.png
``ck_spre``一般而言要降為1Hz的頻率，因為省電的因素STM設計了兩個Prescaler。7 bit非同步prescaler(``PREDIV_A``)和15 bit同步的prescaler(``PREDIV_S``)。這兩個prescaler要在RTC_PRER的暫存器設定。*ST在Reference有說明當兩個Prescaler都使用時，建議讓非同步的Prescaler讓他有較大的值，以讓系統更省電*
所以``ck_spre``與兩個prescaler的關係為:
.. image:: /ck_spre2.png
例如:
LSE: 32.768kHz / (**127**+1) / (**255**+1) = 1Hz
LSI: 32kHz / (**127**+1) /(**249**+1) =1Hz
[#]_
.. [#] `prescaler <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.781
.. [#] [prescaler ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.781
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Calibration
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RTC裡面有兩個校正功能，一個是coarse calibration另一個是smooth calibration。[#]_
.. [#] `Calibration <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.787
.. [#] [Calibration ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.787
這兩個校正不能同時被使用，而前者只能固定修正，後者則可以動態的校正。後者也可以較大範圍及更精準的校正。
**1、RTC coarse calibration ：**
- 被使用在補償石英震盪器的校正。
- 在非同步分頻器(ck_apre)的輸出，藉由增加或減少時間的週期達到校正，最大範圍的校正為63ppm~126ppm。
- 只能在初始化Calendar時候修改，是一個非回授控制系統(opened loop control)。
- 只能在初始化Calendar時候修改，是一個**開迴路控制**(opened loop control)(又稱非回授控制系統)。
- 可以利用AFO_CALIB去計算clock deviation。不能以圖中512Hz的訊號去確認coarse calibration的輸出結果，只能使用ck_spre確認校正的結果。
- reference clock calibration 和 coarse calibration 不能同時使用。
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.. image:: /coarse cal.png
cal.png
**2、RTC smooth calibration：**
- 可以補償石英震盪器的偏差，此偏差可能是晶體老化或者溫度所造成。
- 利用每個RTCCLK pulse為單位做出小幅調整，來修正RTC的clock頻率。
- 最大範圍的校正為-487.1ppm~+488.5ppm。
- 與coarse calibration不同，是一個閉迴路的控制系統(closed loop control)。
- 與coarse calibration不同，是屬於**閉迴路控制**(closed loop control)(又稱回授控制系統)。
- 可以使用AFO_CALIB來計算時間偏差，而且可直接檢查512Hz和1Hz的校正輸出。
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.. image:: /smooth cal.png
cal.png
**3、RTC reference clock detection：**
- 利用外部時鐘校正，其時鐘源必須要比LSE的時鐘還精準。[#]_
.. [#] `RTC reference clock <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.786
.. [#] [RTC reference clock ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.786
RTC Calendar
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.. image:: /RTC_calendar.png
**讀取Calendar:**
當在讀取Calendar時其實並不是真正直接讀取calendar register，其實是在讀shadow register，如果想要直接讀取calendar必須
要設BYPSHAD控制位元為1(在RTC_C Rregister)才能繞過shadow register而直接讀取calender register。
**Shadow Register:**
- 通常初始化和讀取的動作採用Shadow Register。
- 每兩個RTCCLK時間週期，RTC的calendar register (RTC_SSR, RTC_TR, and RTC_DR)的值會被自動更新到Shadow Register。
[#]_
.. [#] `Calendar <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.780
.. [#] [Calendar ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.780
-----------------------------
Alternate Function Outputs & Inputs
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Alternate function 可以將RTC某些功能對應到輸出的接腳(GPIO Pin)，這些輸出可以被選擇成**tamp event** 或 **time stamp event**，
甚至RTC Calibration 的訊號都可以藉由這個功能輸出。 [#]_
可以選擇兩個輸出:
- 輸出接腳 **RTC_AF1(PC13)** :
- RTC_ALARM output: 1. RTC Alarm A 2. RTC Alarm B 3. RTC Wakeup
- RTC_CALIB output
- RTC_TAMP1
- RTC_TS
- 輸出接腳 **RTC_AF2 (PI8)** :
- RTC_TAMP1
- RTC_TAMP2
- RTC_TS
.. [#] `Alternate Function Outputs & Inputs <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.227
.. [#] [Alternate Function Outputs & Inputs ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.227
*PI8接腳參考: datasheet p.10*
Low Power Modes
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- RTC 設計為最小的耗能，在休眠模式下，RTC將繼續動作。 [#]_
- 當clock 的來源是LSE 或 LSI，在停止模式與待機模式下，RTC仍然活躍的動作。
- 在低功率( low power mode)模式下，Alarm, tamper event, time stamp event, and wakeup 依然會被中斷所啟動。
.. image:: /Power.png
**比較三種低功耗**
- **睡眠模式（sleep mode）**：CPU內核停止工作，週邊設備繼續工作。
- **睡眠模式（sleep mode）**：CPU停止工作，週邊設備繼續工作。
- **停機模式（stop mode）**：CPU內核停止工作，HSI、HSE進入關閉模式，STM32工作狀態仍然保留。（RTC正常運行）
- **停機模式（stop mode）**：CPU停止工作，HSI、HSE進入關閉模式，STM32工作狀態仍然保留。（RTC正常運行）
- **待機模式（standby mode）**：STM32所有SRAM與暫存器內容，全部丟失,（RTC正常運行）從待機模式喚醒相當於重新復位。
- **待機模式（standby mode）**：STM32所有SRAM與暫存器內容，全部遺失（RTC正常運行）從待機模式喚醒相當於重新復歸。
**電流消耗**
- 一般運行模式 ： 8.5mA
- 低功耗模式
- 睡眠模式 ： 0.5mA
- 停機模式 ：24uA
- 待機模式：2uA
.. [#] `Low Power Modes <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.126
.. [#] [Low Power Modes ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.126
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Interrupt Application
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Alarm
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- 有兩個時鐘Alarm A及Alarm B，可以當作鬧鐘使用。而且相關的register也都會有兩組。[#]_
- 可利用Mask達成不同時間的鬧鈴效果。
.. image:: /embedded/RTC/alarm_pass.png
- 以設定來說，生效的時候會透過EXTI_Line17的外部中斷RTC Alarm，讓ALRAF(ALRBF)的bit設成1 (Reference Manual p.380)
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.. image:: /Alarm3.png
.. [#] `Alarm <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.781
.. [#] [Alarm ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.781
**利用MSKx bits設定遮罩改變Alarm的行為:** [#]_
As an example, to configure the alarm time to 23:15:07 on Monday (預設MSK是0000)
.. image:: /MSK2.png
.. [#] `Alarm application note <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/DM00025071.pdf>`_ p.11
.. [#] [Alarm application note ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/DM00025071.pdf) p.11
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Periodic Wakeup Unit
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- 周期性的喚醒(wakeup)可以達成類似一個定時倒數的timer，一個downcounting且會auto-reload 的timer。當它的counter數到0的時候，在打開中斷的情況下會定時觸發中斷。
- 與Alarm不同，Wakeup是定時觸發中斷，Alarm則是在特定時間才會觸發。
- 會有兩個因素影響wakeup unit的中斷觸發週期，一個是timer儲存數字的大小，一個是clock source。
**設定wakeup period** [#]_
有三種組態：
Configuration 1:**short wakeup** periods
Configuration 2:**medium wakeup** periods
Configuration 3: **long wakeup** periods
**Configuration 1：**
Prescalers connected to the timebase/wakeup unit
.. image:: /wuck1.png
在這個設定中，wakeup unit，會接受由RTCCLK再經過Prescaler的clock。RTC_WUTR(RTC Wakeup Timer Register)為一個
auto-reload的down counting timer，這表示當使用者在初始化時設了一個值x，會在x數到0的時候觸發wakeup flag。
**EX：**當RTCCLK= 32768 Hz，代表著最小的timebase resolution為61.035μs(數一次的時間)，最大則是488.28 μs。
- 所以這代表著最小可觸發wakeup flag時間為**(0x0001 + 1) x 61.035 μs = 122.07 μs**
- 最大可觸發wakeup flag時間為 **(0xFFFF+ 1) x 488.28 μs = 2 s**
*註:STM32禁止timer初始值設為0*
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Prescalers connected to the wakeup unit for configurations 2 and 3
.. image:: /wuck2.png
2和3的clock source相同，都是用來計算calendar的ck_spre。
**Configuration 2：**
- The minimum timebase/wakeup period is **(0x0000 + 1) x 61.035 µs = 122.07 µs.**
- The maximum timebase/wakeup period is**(0xFFFF+ 1) x 32 s = 131072 s (more than 36 hours).**
**Configuration 3：**
其Clock Source與 Configuration 2 一樣，差在2最大可以從0xFFFF倒數至0x0000，3則是0x1FFFF至0x00000
- The minimum timebase/wakeup period is: **(0x10000 + 1) x 61.035 µs = 250.06 ms**
- The maximum timebase/wakeup period is: **(0x1FFFF+ 1) x 32 s = 4194304 s (more than 48 days).**
Min. and max. timebase/wakeup period when RTCCLK= 32768Hz
.. image:: /MaxMin.png
.. [#] `Periodic Wakeup Unit <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.782
.. [#] [Periodic Wakeup Unit ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.782
--------------------------
Time-stamp Function
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實體世界裡有「郵戳為憑」來證明信件的時間，在網路世界裡如何來證明電子文件或交易的時間?
利用Time-stamp function 可以為任何電子文件或電子交易提供準確的時間證明，並且驗證其內容自蓋上時戳後是否曾被人修改過。[#]_
Time-stamp function 提供自動幫你儲存日曆的功能
**RTC_TSDR register** : 會去讀取RTC_DR 裡面的年、月、日、周的資料並儲存
**RTC_TSTR register** : 會去讀取RTC_TR 裡面的秒、時、分的資料並儲存
**RTC_TSSR register** : 會去讀取RTC_SSR 裡面的Sub-second 的資料並儲存
.. image:: /timestamp.png
.. [#] `Time-stamp Function<http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.790
.. [#] [Time-stamp Function](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.790
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Tamper Detection Function
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Tamper Detection是一個可以檢測系統是否有被竄改的功能。在Tamper發生時，RTC Backup Register會全部自動reset，
達到保護系統的作用。而也可以在Tamper發生時，讓Timestamp發生。 [#]_
**Backup registers**
在主電源 VDD(1.8~3.6V) 關掉以後，這個backup registers會動作在 VBAT (1.65~3.6V)的低功率電源( low power mode)，
所以它不會被system reset重設，它只會被tamper detection重設。或者因為backup domain reset。
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如先前提到的，RTC_AF1和RTC_AF2可以被對映成不同接腳的輸入(alternate function )以偵測Tamper Event。
- TAMPER1 可以被對映到: RTC_AF1(PC13) 或RTC_AF2 (PI8).
- TAMPER 2可以被對映到: RTC_TAMP2 pin(PI8).
.. [#] `Tamper Detection Function<http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.792
.. [#] [Tamper Detection Function](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.792
------------------------------------------
**補充 : 何謂 Backup Domain ?** [#]_
Backup Domain 有下列幾個主要裝置:
- The RTC
- The LSE oscillator
- The backup SRAM when the low power backup regulator is enabled
PC13 to PC15 I/Os, plus PI8 I/O (when available)
當VDD停止供應電源時，Backup Domain會切到standby mode的電壓，換電池供電。在reset後，RTC registers, RTC backup register and backup SRAM會被保護以避免寫入。
SRAM:靜態隨機存取存儲器（Static Random-Access Memory, SRAM）是隨機存取儲存器的一種。所謂的「靜態」，是指這種存儲器只要保持通電，裡面儲存的數據就可以恆常保。
.. image:: /backupdomain.PNG
.. [#] `Tamper Detection Function<http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_ p.115
.. [#] [Tamper Detection Function](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf) p.115
Example of Code
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下面的範例為先初始化RTC的Calendar再去設定Alarm A。一開始開機時時間為8:29:55，LED3,4,5會在開機五秒前輪流閃爍。但是在第五秒後也就是8:30:00，Alarm A觸發中斷將所有LED燈都關掉。LED6 為auto-wakeup 每秒閃爍直到alarm觸發中止。
.. image:: /RTCdemo.png
`[ YouTube連結--實現RTC ]
<https://www.youtube.com/watch?v=SbWUkchJd-8>`_
Initialize RTC
--------------------
.. code-block:: prettyprint
RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); /* Enable the PWR clock */
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); /* Allow access to RTC */
RCC_LSICmd(ENABLE); /* Enable the LSI OSC */
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET); /* Wait till LSI is ready */
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI); /* Select the RTC Clock Source */
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); /* Enable the RTC Clock */
RTC_WaitForSynchro(); /* Wait for RTC APB registers synchronisation */
/* Configure the RTC data register and RTC prescaler */
RTC_InitStructure.RTC_AsynchPrediv = 127;
RTC_InitStructure.RTC_SynchPrediv = 249;
RTC_InitStructure.RTC_HourFormat = RTC_HourFormat_24;
RTC_Init(&RTC_InitStructure);
-----------------------------------------------------------------
[#]_
.. [#] `Device overview <http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00037051.pdf>`_ p.18
.. [#] [Device overview ](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00037051.pdf) p.18
-----------------------------------------------------------------
setting time
Setting Time
--------------------
.. code-block:: prettyprint
/* set 8:29:55 */
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct;
RTC_TimeStruct.RTC_Hours = 0x08;
RTC_TimeStruct.RTC_Minutes = 0x29;
RTC_TimeStruct.RTC_Seconds = 0x55;
RTC_SetTime(RTC_Format_BCD, &RTC_TimeStruct);
initialize RTC alarm
Initialize RTC Alarm
--------------------
.. code-block:: prettyprint
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* EXTI configuration */
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line17;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
/* Enable the RTC Alarm Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_Alarm_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
--------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------
setting alarm time
Setting Alarm Time
--------------------
.. code-block:: prettyprint
RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStructure;
RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, DISABLE); /* disable before setting or cann't write */
/* set alarm time 8:30:0 everyday */
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmTime.RTC_H12 = RTC_H12_AM;
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmTime.RTC_Hours = 0x08;
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmTime.RTC_Minutes = 0x30;
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmTime.RTC_Seconds = 0x0;
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmDateWeekDay = 0x31; // Nonspecific
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmDateWeekDaySel = RTC_AlarmDateWeekDaySel_Date;
RTC_AlarmStructure.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay; // Everyday
RTC_SetAlarm(RTC_Format_BCD, RTC_Alarm_A, &RTC_AlarmStructure);
/* Enable Alarm */
RTC_ITConfig(RTC_IT_ALRA, ENABLE);
RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, ENABLE);
RTC_ClearFlag(RTC_FLAG_ALRAF);
-----------------------------------------------------------------
RTC_Alarm_IRQHandler
--------------------
.. code-block:: prettyprint
vTaskSuspend( pvLEDTask );
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRA);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);
STM_EVAL_LEDOff(LED4);
STM_EVAL_LEDOff(LED3);
STM_EVAL_LEDOff(LED5);
RTC_WKUP_IRQHandler
--------------------
.. code-block:: prettyprint
if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_WUT) != RESET)
{
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_WUT);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line22);
STM_EVAL_LEDToggle(LED6);
}
complete code
Complete Code
--------------------
LCD的程式碼, 有介紹LCD的腳位, 可顯示字串在畫面上
.. code-block:: c
git clone https://github.com/zxc2694/stm32f4_LCD.git
cd stm32f4_LCD
make
make flash
利用LCD來做RTC的應用, 可以實現時間和日期的顯示
.. code-block:: c
git clone https://github.com/fboris/stm32_RTC_demo.git
cd stm32_RTC_demo
make
make flash
LCD introduction
LCD Introduction
===================
Pin connection
LCD(Liquid Crystal Display)為液晶顯示器，功耗極低，常在控制周邊時，用來顯示數據的變化。裡面已經有內建文字圖形（只有英文字母大小寫、阿拉伯數字、標點符號），只要輸入**ASCII碼**，便會將該字的圖形顯示於LCD，如果要顯示中文字可以利用CGRAM，自己做出想要的字。
我們的LCD則是用來顯示RTC的時間與日期，而下面有個簡單介紹，顯示0到9字的程式碼。
Pin Connection
--------------------
Specification ：http://www.sdec.com.tw/products.php?no=50
規格參考 ：http://www.sdec.com.tw/products.php?no=50
It has **14 pin** to be used.
LCD使用了 **14 pin** .
- LCD pin 1 = ground
- LCD pin 2 = v+
- LCD pin 2 = V+
- LCD pin 3 = ground (or use variable resistor)
- LCD pin 4 ~ 13 connection ：
- RS = PD.08 (PIN 8 of GPIOD)
- R/W = PD.09
- E = PD.10
- DB0 = PD.00
- DB1 = PD.01
- DB2 = PD.02
- DB3 = PD.03
- DB4 = PD.04
- DB5 = PD.05
- DB6 = PD.06
- DB7 = PD.07
control method
Control Method
------------------
.. image:: /lcdcontrol.PNG
RS R/W 功 能
0 0 寫命令到LCD
0 1 讀取忙碌旗號和位址計數器AC(記錄目前游標位址)內容
1 0 寫資料到DDRAM(要顯示的文字)或CGRAM(要造字的字形)
1 1 從DDRAM或CGRAM讀取資料
Initial LCD code
Initial LCD Code
-------------------------
.. code-block:: prettyprint
/* Initialization can decide whether to open a cursor, blink and display or not. */
void Init_LCD()
{
vTaskDelay(100);
LCD_CMD(0x003f);
vTaskDelay(10);
LCD_CMD(0x000c);
vTaskDelay(10);
LCD_CMD(0x0001);
vTaskDelay(10);
}
Command Register Code
-------------------------
.. code-block:: prettyprint
/* Write command register function */
void LCD_CMD(uint16_t cmd)
{
int i;
GPIO_SetBits(LCD_DBPORT, cmd);
RS_0;
RW_0;
E_1;
vTaskDelay(1);
E_0;
GPIO_ResetBits(LCD_DBPORT, cmd);
}
Data register Code
Data Register Code
-------------------------
.. code-block:: prettyprint
/* Write data register function */
void LCD_DATA(uint16_t data1)
{
int i;
GPIO_SetBits(LCD_DBPORT, data1);
RS_1;
RW_0;
E_1;
vTaskDelay(1);
E_0;
GPIO_ResetBits(LCD_DBPORT, data1);
}
Display String
-------------------------
.. code-block:: prettyprint
/* Testing LCD can display 0~9 */
void LCD_display(char row,char column, char display[])
{
char *str;
uint16_t address;
str=display;
address=0x0080+0x0040*(row-1)+(column-1);
LCD_CMD(address);
vTaskDelay(10);
while(*str!=0){
LCD_DATA(*str++);
vTaskDelay(5);
}
str=display;
}
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Q & A
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**1.潤年是否可調整？**
Ans:
可以, RTC提供了自動調整潤年的功能。
參考手冊 p.536.( Compensations for 28-, 29- (leap year), 30-, and 31-day months are performed automatically.)
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**2.為什麼要存在shadow register?**
Ans:
- 有些暫存器是兩層的,第一層是給CPU存取,第二層是給硬體存取,像是我們使用的**shadow register **與**硬體**其實它們兩個就是上下層的關係,不過是屬於同一個暫存器（**calendar register**）。CPU在寫入暫存器時,會先寫入在上層的shadow register,隨後硬體更新之後才會在下層動作, 所以shadow register 可以直接對硬體存取 。
- 而當我們讀取calendar register時, APB1的clock頻率必須等於或大於RTC的clock頻率才行, **存在shadow register是為了可以確保同步機制的安全**, 如果APB1 clock頻率小於RTC clock頻率的話,CPU可能會讀到兩次的時間與日期。所以在初始化時,必須採用shadow register,才不會造成同步上的問題。
參考手冊 p.539
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**3.下數(down counter)如何實現？**
Ans:
- 計數器由正反器構成，可以記錄狀態的變遷，或可說是正反器隨時脈的變化次數做故定狀態的循環。
- 要變成**下數計時器**只要在負緣觸發改成正緣觸發即可, 等於**時脈輸入端加了反閘**。
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補充：
**上數計時器**
**下數計時器**
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**4.Backup domain 為什麼從1.65V轉成1.2V？**
Ans:
因一般電池的電壓為1.5~1.2V, 而Backup domain只需在1.2V以上即可工作。
ps. 一般電池的電壓為1.5v(鹼性電池)至1.2(一般及充電電池)
而有關於1.65v的部份應該是跟debugger的界面有關係，st的st-link供應的電壓為1.65v至5v，相似的設計在ti的msp 430 usb debugger
也可以看到類似的設計(1.8v~3.6v)
ST-LINK:http://www.st.com/web/catalog/tools/FM146/CL1984/SC724/SS1677/PF251168
MSP430 USB Debugging Interface :http://www.ti.com/tool/cc-debugger
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Reference
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`RTC application note<http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/DM00025071.pdf>`_
[RTC application note](http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/DM00025071.pdf)
`STM32F405xx/07xx, STM32F415xx/17xx, STM32F42xxx and STM32F43xxx Reference Manual
<http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>`_
`LCD introduction (選左邊清單的"LCD控制")<http://faculty.stust.edu.tw/~wjshieh/>`_
`STM32F407 Datasheet
<http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00037051.pdf>`_
[LCD introduction (選左邊清單的"LCD控制")](http://faculty.stust.edu.tw/~wjshieh/)
[電池規格](http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B9%BE%E9%9B%BB%E6%B1%A0/)
