基于STM32的电子万年历系统设计
发布时间：2023-03-15 11:25:15 来源：文档文库
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龙源期刊网http://www.qikan.com.cn基于STM32的电子万年历系统设计
作者：刘磊
来源：《科技资讯》2015年第01期
摘要：电子万年历是集时间、日期、星期和温度功能于一身，读取直观方便，市场发展前景广阔的一个实用系统。本系统利用STM32内部RTC实时时钟模块，通过相应的软件配置和算法设计，实现电子万年历的功能，可以在LCD12864显示屏上实时显示当前的年、月、日、时、分、秒、星期等信息，具有闰年补偿功能，硬件实现简单，界面友好，系统可靠程度高。本系统就是利用这个模块，配合LCD12864显示屏幕，来实时显示当前时间。下面从理论分析、硬件电路、软件设计等几个方面分别说明。关键词：时钟电路万年历STM32LCD12864中图分类号：TN873文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00作者简介：刘磊（1993-），男，汉族，河北蔚县人，学历：本科，研究方向：电气工程及其自动化。1理论分析
RTC主要由两部分组成。第一部分一是与APB1总线相连的APB1接口，它由APB1总线时钟驱动，主要用于用户通过APB1总线对其进行读写操作。第二部分是一组可编程计数器，它又由RTC预分频模块和RTC可编程计数模块组成，前者用于产生1秒时间基准，后者主要用于初始化当前时钟时间和进行时钟计数。RTC内核完全独立于APB1接口，软件可以通过APB1接口来访问预分频值和时钟计数器值。
要实现万年历功能，必须对RTC的寄存器进行相应的配置。RTC的控制寄存器有两个，分别为RTC_CRH和RTC_CRL。对RTC_CRH的最低位置1可以允许秒中断，这也是我们系统所需要的。在RTC_CRL中，位5到位0是有效位，分别是关于RTC关闭、配置标志、寄存器同步标志、溢出标志、闹钟标志和秒标志的设置。这其中也有些是需要我们注意的，比如位5为RTC操作位，该位只能由硬件操作，软件只读，在进行完一次RTC操作后，必须判断该位来确定操作是否完成，若未完成，进行等待。RTC的预分频装载寄存器也是十分重要的寄存器之一，由RTC_PRLH和RTC_PRLL组成，主要用来配置RTC的分频数。RTC最重要的寄存器是计数寄存器RTC_CNT，由两个16位寄存器组成用来进行秒钟的计数，最大计数值折合成年大概为136年。在修改RTC_CNT时需要进入配置模式。2硬件电路
龙源期刊网http://www.qikan.com.cnSTM32最小系统需要搭建好两个晶振模块，分别为32768HZ的低速晶振和8MMZ的高速晶振。然后接入复位电路，用于实现系统的复位功能。最后接入JTAG电路，就可以进行程序的下载和硬件仿真了。
LCD12864液晶显示屏可以显示较多的汉字和字符，程序简单，支持串行和并行通信。在本设计中由于IO口的使用并不是很紧张，故选择八位并行通信方式。在硬件连接方面需要注意，将显示屏的DB0-DB7与单片机定义的八位数据口相连，并将RS、RW、EN与单片机定义的相应控制端口相连，最后根据液晶的说明书正确连接电源和背光引脚。3软件设计
软件方面首先要对STM32的RTC进行相关配置。第一步，使能电源时钟和备份区域的时钟，这样这些区域才能开始正常工作。第二步，要取消备份区域的写保护，方便对备份区域的数据进行读写。同时要标记时钟已经经过配置，避免每次复位之后需要重新配置时钟。第三步，使能外部低速振荡器并为RTC选择时钟源，为万年历的运行提供基本的时钟信号。第四步，使能RTC并进行相关的配置，主要包括分频、RTC的允许配置位、更新配置和设置中断等。这些配置为RTC按我们的需求工作提供了基础。第五步也是十分重要的一步，编写中断服务函数，在中断中需要读出当前的时间值实现时间的实时刷新。
在程序设计方面有几个重要的函数。首先是time_set函数，这个函数主要功能是以软件的方式设定一个时间的起始值，也相当于现实生活中的时钟校准。time_set函数有六个参数分别为year、month、day、hour、min、sec，用来表示用户欲设定的年、月、日、时、分、秒，返回值为0表示设置失败，1表示设置成功。程序算法是：若设置年份大于1970年，则将该年份减去1970再乘以一年时间对应的秒数存入某一变量，若设置月份大于1月，则将该月份减去1月乘以一月对应的秒数存入另一变量，依次类推，最后将每一个参数对应的变量相加即得到当前时间相对于1970年1月1日0时0分0秒所走过的秒数。最后将这个秒数写入到RTC的RTC_CNT寄存器中，作为计数初值。当然在程序中也要对闰年和闰年的2月做特殊处理，不再赘述。
还有一个重要的函数是time_get函数，这个函数的主要功能是将计数器中的值读出来并转化为当前的时间，类似于time_set函数的逆过程。首先要将RTC_CNT寄存器中的值存入变量，用这个变量进行关于时间换算的计算。并且我们要定义一个结构体calendar来存放转换完成后的各个变量的值。换算的方法也是简单的数学问题，用取商和取余运算就可以得到秒数对应的年、月、日等变量的值。
对于中断服务函数的处理也很简单，只需要判断标志位来确定产生的中断是不是我们需要的秒中断，若是则调用time_get函数刷新当前时间。
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn在主函数中首先要注意的是各个模块的初始化，包括STM32系统、RTC模块和LCD12864显示模块等。由于没有外扩键盘，所以在下载程序时候需要进行一次时间的校准，
