RTC实验
前言
本章介绍RP2350A实时时钟（RTC）的使用，实时时钟能为系统提供一个准确的时间，即时系统复位或主电源断电，RTC依然能够运行，因此 RTC也经常用于各种低功耗场景。通过本章的学习，读者将学习到 RTC 的使用。
RTC 时钟简介
RTC（实时时钟）是指安装在电子设备或实现其功能的 IC（集成电路）上的时钟。当您在数字电路中称其为“时钟”时，您可能会想到周期信号，但在英语中， clock 也意味着“时钟”。那为什么我们需要一个单独的 RTC?原因是 CPU 的定时器时钟功能只在“启动”即“通电时”运行，断电时停止。当然，如果时钟不能连续跟踪时间，则必须手动设置时间。通常， RTC 配备一个单独分离的电源，如纽扣电池（备用电池），即使 RP2350A 最小系统板电源关闭，它也能保持运作，随时可以实时显示时间。然后，当 RP2350A 最小系统板再次打开时，计算机内置的定时器时钟从 RTC 读取当前时间，并在此基础上供电的同时，时间在其自身机制下显示。顺便说一句，由于纽扣电池相对便宜且使用寿命长，因此 RTC 可以以极低的成本运行。基于此这个作用，它也可以用作内存。
1， RP2350A 的 RTC
在 RP2350A 中，并没有像 STM32 芯片一样，具有 RTC 外设，但是存在一个系统时间，利用系统 时间，也可以实现实时时钟的功能效果。 RP2350A 使用两种硬件时钟源建立和保持系统时间。根据应用目的及对系统时间的精度要求，既可以仅使用其中一种时钟源，也可以同时使用两种时钟源。这两种硬件时钟源为 RTC 定时器和高分辨率定时器。默认情况下，是使用这两种定时器。下面我们将逐一介绍。
硬件设计
例程功能
- 通过 LCD 实时显示 RTC 时间
- LED 闪烁，指示程序正在运行
硬件资源
- LED: LED-GPIO3
- 正点原子1.14寸SPI LCD模块
- RTC
原理图
本章实验使用的RTC为RP2350A的片上资源，因此没有相应的连接原理图。
程序设计
RTC 函数解析
由于RP2350A并未给出RTC相关的API函数，因而笔者在设计例程时调用了C库中的一些函数来配置RTC时钟，这些函数的描述及其作用如下:
获取当前时间
该函数用于获取当前时间，其函数原型如下所示：
struct tm *localtime(const time_t *timer)
【参数】
- timer:这是指向表示日历时间的 time_t 值的指针
【返回值】
- 无
设置当前时间
该函数用于设置当前时间，其函数原型如下所示：
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *tz);
【参数】
- tv: 设置当前时间结构体
- tz: 设置时区信息
【返回值】
- 无
RTC 驱动解析
在SDK版本的12_rtc例程中，作者在12_rtc\BSP路径下新增了一个RTC文件夹，分别用于存放rtc.c、 rtc.h 两个文件。其中，rtc.h 文件负责声明 RTC，而rtc.c 文件则实现了 RTC 的驱动代码。下面，我们将详细解析这两个文件的实现内容。
1，rtc.h文件
/* 时间结构体, 包括年月日周时分秒等信息 */
typedef struct
{
uint8_t hour; /* 时 */
uint8_t min; /* 分 */
uint8_t sec; /* 秒 */
/* 公历年月日周 */
uint16_t year; /* 年 */
uint8_t month; /* 月 */
uint8_t date; /* 日 */
uint8_t week; /* 周 */
} _calendar_obj;
extern _calendar_obj calendar; /* 时间结构体 */
/* 函数声明 */
void rtc_set_time(int year,int mon,int mday,int hour,int min,int sec); /* 设置时间 */
void rtc_get_time(void); /* 获取时间 */
uint8_t rtc_get_week(uint16_t year, uint8_t month, uint8_t day); /* 获取周几 */
2，rtc.c文件
_calendar_obj calendar; /* 时间结构体 */
/**
* @brief RTC设置时间
* @param year :年
* @param mon :月
* @param mday :日
* @param hour :时
* @param min :分
* @param sec :秒
* @retval 无
*/
void rtc_set_time(int year,int mon,int mday,int hour,int min,int sec)
{
struct tm datetime;
/* 设置时间 */
datetime.tm_year = year - 1900;
datetime.tm_mon = mon - 1;
datetime.tm_mday = mday;
datetime.tm_hour = hour;
datetime.tm_min = min;
datetime.tm_sec = sec;
datetime.tm_isdst = -1;
/* 获取1970.1.1以来的总秒数 */
time_t second = mktime(&datetime);
struct timeval val = { .tv_sec = second, .tv_usec = 0 };
/* 设置当前时间 */
settimeofday(&val, NULL);
}
/...省略部分代码.../
以上函数获取、设置RTC时间、日期的函数，均是对Pico-sdk中RTC驱动的简单封装。
CMakeLists.txt文件
打开本章节的实验（12_rtc），在整个工程文件下包含了一个CMakeLists.txt文件。关于该实验的CMakeLists.txt文件的具体内容与上一章节并没有什么太大的不同，因此不再赘述。
实验应用代码
打开main.c文件，该文件定义了工程入口函数，名为main。该函数代码如下。
/* 定义字符数组用于显示周 */
char* weekdays[]={"Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday",
"Thursday","Friday","Saterday"};
/**
* @brief 程序入口
* @param 无
* @retval 无
*/
int main()
{
uint8_t tbuf[40];
uint8_t t = 0;
stdio_init_all(); /* 初始化标准库 */
led_init(); /* 初始化LED */
spi1_init(); /* 初始化SPI1 */
lcd_init(); /* 初始化LCD */
rtc_set_time(2025,1,03,00,00,00); /* 设置RTC时间 */
lcd_show_string(0, 0, 240, 32, 32, "RP2350A", RED);
lcd_show_string(0, 33, 240, 24, 24, "RTC Test", RED);
lcd_show_string(0, 60, 240, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
while (1)
{
t++;
if ((t % 10) == 0) /* 每100ms更新一次显示数据 */
{
rtc_get_time();
sprintf((char *)tbuf, "Time:%02d:%02d:%02d", calendar.hour, calendar.min, calendar.sec);
printf("Time:%02d:%02d:%02d", calendar.hour, calendar.min, calendar.sec);
lcd_show_string(0, 78, 210, 16, 16, (char *)tbuf,BLUE);
sprintf((char *)tbuf, "Date:%04d-%02d-%02d", calendar.year, calendar.month, calendar.date);
printf("Date:%02d-%02d-%02d", calendar.year, calendar.month, calendar.date);
lcd_show_string(0, 93, 210, 16, 16, (char *)tbuf,BLUE);
sprintf((char *)tbuf, "Week:%s", weekdays[calendar.week - 1]);
lcd_show_string(0, 108, 210, 16, 16, (char *)tbuf,BLUE);
}
if ((t % 20) == 0)
{
LED_TOGGLE(); /* 每200ms,翻转一次LED */
}
sleep_ms(10);
}
}
从上面的代码中可以看到，在初始化完RTC后便每间隔100毫秒获取一次 RTC的时间和日 期，并在LCD上进行显示。
下载验证
在完成编译和烧录操作后，可以看到 LCD 上实时地显示着 RTC 的时间。
