RT-Thread RTC设备学习笔记

前面我们学习了RTT的I2C总线设备的使用，文章链接：

这节学习RTT里非常简单的设备--RTC设备

1、RTC设备简介

RTC是什么呢？相信学习嵌入式的伙伴都熟悉，以下介绍引用自RT-Thread文档中心-RTC设备

RTC(Real-Time Clock)实时时钟可以提供精确的实时时间，它可以用于产生年、月、日、时、分、秒等信息。目前实时时钟芯片大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源。有些时钟芯片为了在主电源掉电时还可以工作，会外加电池供电，使时间信息一直保持有效。

RT-Thread 的 RTC设备为操作系统的时间系统提供了基础服务。面对越来越多的 IoT 场景，RTC 已经成为产品的标配，甚至在诸如 SSL 的安全传输过程中，RTC 已经成为不可或缺的部分。

2、RTC设备操作接口

RT-Thread为RTC设备提供了三个用户层次的应用操作接口，分别是设置日期、设置时间和获取当前时间。在RT-Thread的设备中，有且仅有一个RTC设备，设备名称为"rtc"。

2.1 设置日期(set_date)

rt_err_t set_date(rt_uint32_t year, rt_uint32_t month, rt_uint32_t day)

参数	描述
year	待设置生效的年份
month	待设置生效的月份
day	待设置生效的日
返回	——
RT_EOK	设置成功
-RT_ERROR	失败，没有找到 rtc 设备
其他错误码	失败

如何使用呢？

/* 设置日期为2020年5月1号 */
set_date(2020,5,1);

2.2 设置时间(set_time)

rt_err_t set_time(rt_uint32_t hour, rt_uint32_t minute, rt_uint32_t second)

参数	描述
hour	待设置生效的时
minute	待设置生效的分
second	待设置生效的秒
返回	——
RT_EOK	设置成功
-RT_ERROR	失败，没有找到 rtc 设备
其他错误码	失败

如何使用呢？

/* 设置时间为21点48分15秒 */
set_time(21, 48, 15);

2.3 获取时间(time)

time_t time(time_t *t)

参数	描述
t	时间数据指针
返回	——
当前时间值	time_t

如何使用呢？

/* 保存获取的当前时间值 */
time_t now;
/* 获取时间 */
now = time(RT_NULL);
/* 打印输出时间信息 */
rt_kprintf("%s\n", ctime(&now));

3、RTC设备的使用

本次实验基于小熊派开发板：

配置finsh命令、libc以及软件模拟rtc选项。

打开RTC模块使能

在终端处输入date相关的命令，可读取和设置RTC。

温馨提示： 由于我们没设置RTC硬件备份，所以这个时间设置仅仅是当前有效，当重新断电重启的时候，又会恢复为原来最开始的时间(如下图所示)。

以下是date命令在RT-Thread中的实现，源码位于rtc.c

#if defined(RT_USING_FINSH) && defined(FINSH_USING_MSH)
static void date(uint8_t argc, char **argv)
{
    if (argc == 1)
    {
        time_t now;
        /* output current time */
        now = time(RT_NULL);
        rt_kprintf("%s", ctime(&now));
    }
    else if (argc >= 7)
    {
        /* set time and date */
        uint16_t year;
        uint8_t month, day, hour, min, sec;
        year = atoi(argv[1]);
        month = atoi(argv[2]);
        day = atoi(argv[3]);
        hour = atoi(argv[4]);
        min = atoi(argv[5]);
        sec = atoi(argv[6]);
        if (year > 2099 || year < 2000)
        {
            rt_kprintf("year is out of range [2000-2099]\n");
            return;
        }
        if (month == 0 || month > 12)
        {
            rt_kprintf("month is out of range [1-12]\n");
            return;
        }
        if (day == 0 || day > 31)
        {
            rt_kprintf("day is out of range [1-31]\n");
            return;
        }
        if (hour > 23)
        {
            rt_kprintf("hour is out of range [0-23]\n");
            return;
        }
        if (min > 59)
        {
            rt_kprintf("minute is out of range [0-59]\n");
            return;
        }
        if (sec > 59)
        {
            rt_kprintf("second is out of range [0-59]\n");
            return;
        }
        set_time(hour, min, sec);
        set_date(year, month, day);
    }
    else
    {
        rt_kprintf("please input: date [year month day hour min sec] or date\n");
        rt_kprintf("e.g: date 2018 01 01 23 59 59 or date\n");
    }
}
MSH_CMD_EXPORT(date, get date and time or set [year month day hour min sec]);
#endif /* defined(RT_USING_FINSH) && defined(FINSH_USING_MSH) */

根据RTC设备API说明文档，以及结合官方例程很容易可以实现以下demo:

/*
 * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2019-09-09     RT-Thread    first version
 */

#include <rtthread.h>
#include <board.h>
#include <rtdevice.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

/* PLEASE DEFINE the LED0 pin for your board, such as: PA5 */
#define LED0_PIN    GET_PIN(C, 13)

/*
 * 程序清单：这是一个 RTC 设备使用例程
 * 例程导出了 rtc_sample 命令到控制终端
 * 命令调用格式：rtc_sample
 * 程序功能：设置RTC设备的日期和时间，延时一段时间后获取当前时间并打印显示。
 */

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>

static int rtc_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    time_t now;

    /* 设置日期 */
    ret = set_date(2020, 5, 2);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set RTC date failed\n");
        return ret;
    }

    /* 设置时间 */
    ret = set_time(0, 21, 14);
    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set RTC time failed\n");
        return ret;
    }

    /* 延时3秒 */
    rt_thread_mdelay(3000);

    /* 获取时间 */
    now = time(RT_NULL);
    rt_kprintf("%s\n", ctime(&now));

    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(rtc_sample, rtc sample);

int main(void)
{
    int count = 1;
    /* set LED0 pin mode to output */
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    time_t now;
    /* 获取时间 */
    now = time(RT_NULL);
    rt_kprintf("%s\n", ctime(&now));
    while (count++)
    {
        /* set LED0 pin level to high or low */
        rt_pin_write(LED0_PIN, count % 2);
        //LOG_D("Hello RT-Thread!");
        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    return RT_EOK;
}

导出rtc_sample命令后，就可以在终端上使用了。

如果我们要使用硬件RTC，那怎么办呢？看board.h的RTC配置项相关说明：

/** if you want to use rtc(hardware) you can use the following instructions.
  *
  * STEP 1, open rtc driver framework(hardware) support in the RT-Thread Settings file
  *
  * STEP 2, define macro related to the rtc
  *                 such as    BSP_USING_ONCHIP_RTC
  *
  * STEP 3, modify your stm32xxxx_hal_config.h file to support rtc peripherals. define macro related to the peripherals
  *                 such as     #define HAL_RTC_MODULE_ENABLED
  *
  */

根据说明提示：

• 1 设置RT-Thread Settings

• 2 #define BSP_USING_ONCHIP_RTC

• 3 #define HAL_RTC_MODULE_ENABLED

配置完编译工程下载后，看到串口的错误提示：

我一直以为是我哪里写错了还是哪里配置错了，不知道问题出在哪里，最后跟踪调试了下代码以及查看以前的调试笔记终于找到了问题点：

调试笔记：

跳转到定义，最后发现它是跳转到这里了：

很明显，这个地方有BUG，不应该是一个值，果断将这个部分注释掉！(drv_rtc.c)

这样的话跳转过去的就是HAL库的函数了嘛，这不就对了嘛：

发现论坛上也有大佬讨论这个问题： https://www.rt-thread.org/qa/search.php?mod=forum&searchid=191&orderby=lastpost&ascdesc=desc&searchsubmit=yes&kw=RTC

将代码下载到板子以后，这次终于正常了：

温馨提示：由于小熊派上没有带RTC备用电池，所以软件复位后时间是可以正常跑的，但是断电还是会恢复到原来的初始值噢！后来我拿了野火的STM32F103ZET6(带RTC备用电池)验证了一下是没问题的，可以拿带RTC备用电池的开发板尝试一下！

大功告成！解决了问题，安心睡觉！祝各位朋友五一快乐！

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