八、实时时钟RTC_A

实时时钟模块提供了具有日历模式的时钟计数、灵活可编程的闹钟以及可校准的时钟计数器。

8.1 RTC_A简介

             实时时钟模块提供了一个可以配置成一般目的计数器的日历时钟。

            RTC_A 的特点包括：

(1).    可配置成带日历的实时时钟或者一般目的的计数器；

(2).    在日历模式中提供了秒钟，分钟，小时，星期，日期，月份和年份；

(3).    具有中断能力；

(4).    实时时钟模式下可以配置为 BCD 或者二进制模式；

(5).    实时时钟模式下具有可编程的闹钟；

(6).    实时时钟模式里具有时间偏差的逻辑校正；

注意：实时时钟模块的大多数寄存器没有初始条件。在使用这个模块之前，用户必须通过软件对寄存器进行配置。

 

              8.2 RTC_A的寄存器

                            说实话，RTC这一章不太好写，东西太多又太碎，不好总结。它一个人的寄存器，比前面加起来似乎还要多。不过还好控制寄存器只有几个，大部分为数值寄存器。

 

（大家浏览下列寄存器时，注意和上面的结构图配合）

 

                            贴这张图的目的仅仅在于告诉大家，16位的寄存器大部分被分成两个8位的寄存器了，操作的时候需要注意你的操作对象是8位的还是16位的。在这里常用8位寄存器来操作。（以下如未特意声明，则全部为8位寄存器）

 

RTCCTL0实时时钟控制寄存器0 （r0表示读为0）

             

                     RTCTEIVE： 实时时钟 - 时间事件中断使能

                                                               0： 禁止中断

                                                               1： 允许中断

                     RTCAIE： 实时时钟 - 闹钟中断使能，在计数器模式时被清除（ RTCMODE = 0 ）  

0 ：禁止中断

                                                               1： 允许中断

                     RTCRDYIE： 实时时钟读取准备中断 使能  

0： 禁止中断

                                                               1： 允许中断

                     RTCTEVIFG： 实时时钟 - 时间事件标志  

0：  没有时间事件发生

    1 ： 有时间事件发生

     RTCAIFG： 实时时钟 - 闹钟标志位，在计数器模式时被清除（ RTCMODE = 0 ）  

0 ： 没有时间事件发生

 1 ： 时间事件发生  

     RTCRDYIFG： 实时时钟读取准备标志位  

0：  实时时钟不能被安全读取

 1 ： 实时时钟能被安全读取

RTCCTL1实时时钟控制寄存器1 （rw-(0)表示读写为0）

                     RTCBCD： 实时时钟 BCD 码格式选择位，选择实时时钟的 BCD 格式。只能应用于日历模式（ RTCMODE = 1 ），在计数器模式中会被忽略设置。改变这个位会将秒、分、小时、星期和年清零，将日期和月份置 1 。之后，实时时钟寄存器必须被软件设置。  

0 ： 选择 2 进制或者十六进制

 1 ： 选择 BCD 码

                     RTCHOLD： 实时时钟保持位 

0 ： 实时时钟（ 32 位计数器或者是日历模式）正在运作  

1 ： 计数器模式（ RTCMODE = 0) ），该位置 1 只会使 32 位计数器停止；在日历模式（ RTCMODE = 1 ）日历以及预分频计数器会被停止。 RT0PS 和 RT1PS 、 RT0PSHOLD 和 RT1PSHOLD 位可以忽略。

                     RTCMODE：RTC模式选择。 

0：  32 位计数器模式

      1： 日历模式。在日历模式和计数器模式之间的切换会重置实时时钟；计数器模式切换到日历模式会将秒、分、小时、星期和年清零，将日期和月份置 1 。实时时钟寄存器需要后来被软件设置。 RT0PS 和 RT1PS 也会被清零。

     RTCRDY： 实时时钟准备位  

0： 实时时钟值在转换过渡（日历模式）

 1：   实时时钟值可被安全读取（日历模式）。在计数器模式， RTCRDY 保持清除。

     RTCSSEL： 实时时钟源选择位。选择时钟源输入到 RTC/32 计数器。在 RTC 日历模式这两位是不考虑的，其输入默认是 RT1PS 的输出。     

 00  ACLK 

     01  SMLK    

 10 从 RT1PS 输出    

   11  从 RT1PS 输出

     RTCTEV： RTC 时间事件指示

 

RTC模式	RTCTEV的值	内部中断
计数器模式	00	8位溢出
	01	16位溢出
	10	24位溢出
	11	32位溢出
日历模式	00	分钟改变
	01	小时改变
	10	午夜（00:00）
	11	白天（12:00）

 

 

 

RTCCTL2 实时时钟控制寄存器2 （rw-(0)表示读写为0）

 

                     RTCCALS： RTC 校准标志  

0 ： 频率调整下降

 1 ： 频率调整上升  

                     RTCCAL： RTC 频率校准位  

每个 LSB 位代表大约 +4PPM(RTCCALS=1) 或  -2PPM(RTCCALS=0) 调整频率。

 

RTCCTL3 实时时钟控制寄存器3

                     RTCCALF： RTC 校准频率        校准测量时选择频率输出到 RTCCLK 引脚（ P2.6 ）上。相对应的端口必须配置为外围模块功能（即 P2SEL=BIT6 ）。 RTCCLK 在计数模式不可用，此时保持为低且 RTCCALF 位的值不确定。  

00：没有频率输出到RTCCLK引脚 

01：512HZ

10：256HZ

11：1HZ

RTCPS0CTL    预分频定时器 0 控制寄存器 (16 位寄存器 )

                     RT0SSEL： 预分频定时器 0 时钟源选择位。选择时钟源输入到 RT0PS  计数器。在 RTC 日历模式该位不用关心，因为 RT0PS 时钟输入自动设置到 ACLK （ 32.768KHZ ）。

      0： ACLK      

1： SMCLK

     RT0PSDIV： 预分频定时器 0 分频，这些位控制 RT0PS 计数器的分频。在 RTC 日历模式对于 RT0PS 和 RT1PS 这些位是不用关心的，因为 RT0PS 时钟输出自动设置到 256 分频。 RT1PS 时钟输出自动设置到 128 分频。

                                 000-111 ， 分别表示 2 、 4 、 8 、 16 、 32 、 64 、 128 、 256 分频

     RT0PSHOLD ： 预分频定时器 0 保持位。在 RTC 日历模式这些位是不关心的。 RTCHOLD 置位时， RT0PS 停止工作。

                     RT0IP： 预分频器 0 中断间隔。

000-111， 分别表示 2 、 4 、 8 、 16 、 32 、 64 、 128 、 256 分频

                     RT0PSIE： 预分频定时器 0 中断允许      

 0： 中断不允许    

   1： 中断允许  

     RT0PSIFG： 预分频定时器 0 中断标志    

   0： 没有定时事件发生   

       1： 有定时事件发生

RTCPS1CTL 预分频定时器1控制寄存器(16位寄存器)

 

RT1SSEL： 预分频定时器 1 时钟源选择位。选择时钟源输入到 RT1PS  计数器。在 RTC 日历模式该位不用关心，因为 RT1PS 时钟输入自动设置为 RT0PS 的输出。

      00： ACLK      

01： SMCLK

10： 从 RT0PS 输出  

11： 从 RT0PS 输出  

 

（其余项同RTCPS0CTL）

 

 

 

 

上面的都为控制寄存器，操作比较复杂，下面讲到的都是数值寄存器。

                    RTCNT1：   RTC 计数寄存器 1 ，计时器模式   

RTCNT2：  RTC 计数寄存器 2 ，计数器模式   

RTCNT3： RTC 计数寄存器 3 ，计数器模式   

RTCNT4： RTC 计数寄存器 4 ，计数器模式

RTCSEC：   秒寄存器。 BCD/BIN

                  先说明一下BCD/BIN的意思（下面同理）

            前面提到可以控制日历模式的数值寄存器中的数值用BCD码或者二进制码表示。以RTCSEC为例：

当选作二进制模式时：（低6位就可以表示秒1-60）

当选作BCD模式时：（低4位表示秒的各位0-9；4-6位表示秒的十位0-6，高位不用时默认为0）

RTCMIN：    分寄存器，   BCD/BIN

RTCHOUR：   时寄存器， BCD/BIN 

RTCDOW：   星期日数寄存器，因为只有 1-7 ，所以无所谓 BCD/BIN 了   

RTCDAY：   日寄存器， BCD/BIN  

RTCMON：  月寄存器， BCD/BIN    

RTCYEARL ：   年低字节寄存器，个年位以及十年位， BCD/BIN  

 RTCYEARH ：  年高字节寄存器，百年位以及千年位， BCD/BIN  

RTCAMIN：  分闹铃寄存器， BCD/BIN  

RTCAHOUR：   时闹铃寄存器， BCD/BIN  

RTCADOW：   星期闹铃寄存器

RTCADAY：   日闹铃寄存器， BCD/BIN  

//上述4个闹钟寄存器的最高位都为使能位AE，置位时相应寄存器才有效

RT0PS：   预分频定时器 0 计数值   

RT1PS：    预分频定时器 1 计数值

RTCIV：  中断向量值寄存器（ 16 位寄存器）

8.3 RTC的各种操作流程

 

              8.3.1 计时器模式

(1).   RTCMODE位置0，进入32位计时器模式；

从日历模式切换到计数器模式会将计数值寄存器（ RCTNT1 ， RCTNT2 ， RCTNT3 ， RCTNT4 ）和预换算计数器（ RT0PS ， RT1PS ）全部清零

(2).   选择时钟源，并设计二级分频；

计数器的时钟可源于 ACLK 、 SMCLK 或者是 RT1PS 的输出。当使用 RT1PS 的输出作为计数源的时候，一定要先将 RT0PS ， RT1PS 的 HOLD 位清零，使其可以正常工作，然后再分别配置二者的分频数。

再者，两个预分频器 RT0PS 和 RT1PS 也可以作为独立的计数器来用（级联成 16 位也是可以的）。通过 RT0IP 和 RT1IP 可以设置间隔。比如，选择 ACLK 32768HZ 作为时钟，间隔设置为 256 ，也就是说每当计数器计到 32768/256=128 的整数倍时，该标志位就会置位。

(3).            32位计数器是由4个8位计数器级联而成， 这能提供 8 位、 16 位、 24 位、 32 位溢出间隔。 RTCTEV 位选择触发哪一个溢出间隔，通过设置 RTCTEVIE 位，一个 RTCTEV 发生能够触发一个中断。计数器 RTCNT1 到 RTCNT4 ，每一个都可以单独的访问，并可能被写入。

(4).            如何关闭计数器。

为了简单一点，把所有 HOLD 位都置位，则可以保证在任何情况下都可以关闭 32 位计数器。

                                           注意： 对计数值寄存器写时，立即生效。

                                                         读时，如果该时钟与 CPU 时钟不同步，则需要暂停计数器来读数。或者通过多次读取，来软件判断哪个是正确值。

                                  

 

              8.3.2 日历模式 

当 RTCMODE 置位的时候，日历模式就被选中了。在日历模式中，实时时钟模块可选择以 BCD 码或者是十六进制提供秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。日历会自动计算是否是闰年，这个算法可以精确到 1901 年到 2099 年。

(1).   时钟和预分频。

RT0PS 必须源于 ACLK ， ACLK 必须是 32768Hz ，。  RT0PS 会自动进行 256 分频，然后其输出再接 RT1PS ， RT1PS 在被自动 128 分频，最后提供的时钟信号就是间隔一秒了。从计数器模式切换到日历模式时，会将秒、分、小时、星期、年份全部置清零，会将日期和月份全部置 1 。另外， RT0PS 和 RT1PS 也会被清零。（这里把这些状态暂定义为默认复位状态）  

(2).   日历寄存器编码格式。

当 RTCBCD=1 时，日历寄存器就会被选为 BCD 码格式。必须在时间设置之前选择好格式。改变 RTCBCD 的状态会使进入默认复位状态。

          在日历模式下， RT0SSEL 、 RT1SSEL 、 RT0PSDIV 、 RT1PSDIV 、 RT0PSHOLD 、 RT1PSHOLD 和 RTCSSEL  位都可以被忽略。置位 RTCHOLD 则会停止实时计数器、分频计数器和 RT0PS  、 RT1PS 。

(3).   灵活的闹钟

用户可编程闹钟功能只有在日历模式运行的时候才有效。  

每一个闹钟寄存器都包括一个闹钟使能位， AE 可用来使能每一个闹钟寄存器。通过设置各式各样闹钟寄存器的 AE 位，可以生成多种闹钟。  

比如说，一个用户需要在每一小时的 15 分钟（也就是 00 ： 15 ： 00 、 01 ： 15 ： 00 、 02 ： 15 ： 00 等等时刻）进行一次闹钟。这只要将 RTCAMIN 设置成 15 即可实现上述功能要求。通过置位 RTCAMIN 的 AE 位和清零闹钟寄存器的所有其它 AE 位，就会使能闹钟。正常工作时，对应的闹钟标志位 RTCCIFG 就会在 00 ： 14 ： 59 到 00 ： 15 ： 00 、 01 ： 14 ： 59 到 01 ： 15 ： 00 、  02 ： 14 ： 59 到 02 ： 15 ： 00 等等时刻被置位。

                                          注意： 写时间时，请务必保证格式正确，否则会出现无法预知的错误；

此外，修改闹钟时间的时候，为了避免错误，请先清 RTCAIE 、 RTCAIFG 、 AE 位来暂停闹钟功能。

 

              8.3.3 读写日历模式下的RTC寄存器

                                    因为系统时钟实际上是和实时时钟的时钟源是异步的，因此在进入实时时钟寄存器的时候要格外小心。  

在日历模式下，实时时钟寄存器每秒钟更新一次。为了防止在更新的时候读取实时时钟数据而造成错误数据的读取，系统设立了一个禁止读取的区域。每次 RTC 寄存器更新的那一刹那，左右 1/256s 被划为禁止读写的区域。 RTCRDY 位用来指示这个时间区域。 RTCRDY 置 0 时，表明处于这一区域；置 1 时表明在这一区域之外，可以发生读写。

                一个简单而安全读取实时时钟寄存器的方法是利用 RTCRDYIFG 中断标志位。设置 RTCRDYIE 使能 RTCRDYIFG 中断。一旦中断使能，在 RTCRDY 位上升沿的时候将会产生中断，致使 RTCRDYIFG 被置位。这样，我们几乎有一秒钟的安全时间去读写任一个寄存器。当中断得到响应的时候， RTCRDYIFG 会自动复位，当然也可以软件复位。

   8.3.4 RTC中断表

(1).    每一个中断标志都配有相应的中断使能。

(2).    请注意： RTCTE 定义的时间事件（计时模式和日历模式不同）

(3).    对于 RT0PSIFG 和 RT1PSIFG 标志位，举一个例子：

通过 RT0IP 位，可以选择地让 RT0PSIFG 位用来生成间接中断。在日历模式下， RT0PS 的时钟源是 32768Hz 的 ACLK ，所以通过 RT0IP 控制中断间隔可以产生 16384Hz 、 8192Hz 、 4096Hz 、 2048Hz 、 1024Hz 、 512Hz 、 256Hz 和 128 Hz 的时间间隔。设置 RT0PSIE 位可以使能中断。

             

       8.3.5 RTC校准

(1).    把 P2.6 设定为输出状态，并声明有特殊功能；

P2.6 为 RTCCLK 的输出引脚

(2).    通过设置 RTCCTL3 寄存器中的 RTCCALF 来设置 P2.6 输出信号的频率；

(3).    精确测量该频率，然后计算误差；

(4).    最后设置 RTCCTL2 寄存器，来调节频率增高或降低多少。

PPM 表示百万分之一所输出的频率；

 

         注意： 校准设置发生改变时，在 RTCCLK 引脚观察 512Hz 和 256Hz 的输出频率是不会有影响的。而校准发生改变时， 1Hz 的输出频率是有影响的。