概述

本文將詳細講解如何借助e2studio來對瑞薩微控制器進行實時時鐘（RTC）的設置和配置，以便實現日歷功能和一秒鐘產生的中斷，從而通過串口輸出實時數據。

實時時鐘（RTC）模塊是一種時間管理外設，主要用于記錄和控制日期和時間。與常見的微控制器（MCU）中的定時器不同，RTC時鐘提供了兩種計時方式：日期模式和計時模式。RTC時鐘的常用功能包括設置時間、設定鬧鐘、配置周期性中斷以及啟動或停止操作。 通過使用e2studio工具，我們可以輕松地對瑞薩微控制器進行RTC配置，從而實現高精度的時間和日期管理。在本文中，我們將重點討論如何設置RTC時鐘日歷和產生一秒鐘的中斷，使得串口能夠實時打印數據。

硬件準備

首先需要準備一個開發板，這里我準備的是芯片型號R7FA2E1A72DFL的開發板：

視頻教程

https://www.bilibili.com/video/BV1Cz4y1n7rw/

RTC配置

點擊Stacks->New Stack->Timers -> Realtime Clock(r_rtc)。

RTC屬性配置

其中LOCO為內部低速時鐘，需要準確定時還是需要外部低速晶振Sub-clock。

設定時間

在啟動RTC后，需要為其設定當前時間。您可以使用R_RTC_CalendarTimeSet(&g_rtc0_ctrl, &set_time)函數來實現這一目標。具體的時間參數可以通過修改set_time變量來調整。

//RTC變量
/* rtc_time_t is an alias for the C Standard time.h struct 'tm' */
rtc_time_t set_time =
{
    .tm_sec  = 50,      /* 秒，范圍從 0 到 59 */
    .tm_min  = 59,      /* 分，范圍從 0 到 59 */
    .tm_hour = 23,      /* 小時，范圍從 0 到 23*/
    .tm_mday = 29,       /* 一月中的第幾天，范圍從 0 到 30*/
    .tm_mon  = 11,      /* 月份，范圍從 0 到 11*/
    .tm_year = 123,     /* 自 1900 起的年數，2023為123*/
    .tm_wday = 6,       /* 一周中的第幾天，范圍從 0 到 6*/
//    .tm_yday=0,         /* 一年中的第幾天，范圍從 0 到 365*/
//    .tm_isdst=0;        /* 夏令時*/
};

設定周期性中斷

如果您想要使用RTC實現固定延遲中斷，可以通過R_RTC_PeriodicIrqRateSet(rtc_ctrl_t *const p_ctrl, rtc_periodic_irq_select_t const rate)函數來實現。例如，要設置1秒的周期性中斷，您可以使用如下代碼：

R_RTC_PeriodicIrqRateSet(&g_rtc0_ctrl, RTC_PERIODIC_IRQ_SELECT_1_SECOND); 每次周期性中斷產生時，系統將觸發回調函數的事件RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ。

設定日歷鬧鐘時間

在啟動RTC后，您可以設置日歷鬧鐘時間。通過使用R_RTC_CalendarAlarmSet(&g_rtc0_ctrl, &set_alarm_time)函數，可以設定鬧鐘時間。具體的時間參數可以通過修改set_alarm_time變量來調整。具體設置方法如下。

在這個示例中，我們僅設置了sec_match為1，因此每隔一分鐘，當秒數達到5秒時，鬧鐘都會觸發。如果要實現每天只響鈴一次的功能，需要同時將min_match和hour_match設置為1。

//RTC鬧鐘變量
rtc_alarm_time_t set_alarm_time=
{
     .time.tm_sec  = 55,      /* 秒，范圍從 0 到 59 */
     .time.tm_min  = 59,      /* 分，范圍從 0 到 59 */
     .time.tm_hour = 23,      /* 小時，范圍從 0 到 23*/
     .time.tm_mday = 29,       /* 一月中的第幾天，范圍從 1 到 31*/
     .time.tm_mon  = 11,      /* 月份，范圍從 0 到 11*/
     .time.tm_year = 123,     /* 自 1900 起的年數，2023為123*/
     .time.tm_wday = 6,       /* 一周中的第幾天，范圍從 0 到 6*/

     .sec_match        =  1,//每次秒到達設置的進行報警
     .min_match        =  0,
     .hour_match       =  0,
     .mday_match       =  0,
     .mon_match        =  0,
     .year_match       =  0,
     .dayofweek_match  =  0,
    };

回調函數

可以觸發進入回調函數的事件如下所示，RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ為設置的實時性事件，例如1s一次，RTC_EVENT_ALARM_IRQ為鬧鐘事件。

//RTC回調函數
volatile bool rtc_flag = 0;//RTC延時1s標志位
volatile bool rtc_alarm_flag = 0;//RTC鬧鐘
/* Callback function */
void rtc_callback(rtc_callback_args_t *p_args)
{
    /* TODO: add your own code here */
    if(p_args- >event == RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ)
        rtc_flag=1;
    else if(p_args- >event == RTC_EVENT_ALARM_IRQ)
        rtc_alarm_flag=1;
}

同時在主程序中開啟RTC已經設置時間和鬧鐘。

/**********************RTC開啟***************************************/
       /* Initialize the RTC module*/
       err = R_RTC_Open(&g_rtc0_ctrl, &g_rtc0_cfg);
       /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
       assert(FSP_SUCCESS == err);

       /* Set the RTC clock source. Can be skipped if "Set Source Clock in Open" property is enabled. */
       R_RTC_ClockSourceSet(&g_rtc0_ctrl);

       /* R_RTC_CalendarTimeSet must be called at least once to start the RTC */
       R_RTC_CalendarTimeSet(&g_rtc0_ctrl, &set_time);
       /* Set the periodic interrupt rate to 1 second */
       R_RTC_PeriodicIrqRateSet(&g_rtc0_ctrl, RTC_PERIODIC_IRQ_SELECT_1_SECOND);

       R_RTC_CalendarAlarmSet(&g_rtc0_ctrl, &set_alarm_time);
       uint8_t rtc_second= 0;      //秒
       uint8_t rtc_minute =0;      //分
       uint8_t rtc_hour =0;         //時
       uint8_t rtc_day =0;          //日
       uint8_t rtc_month =0;      //月
       uint16_t rtc_year =0;        //年
       uint8_t rtc_week =0;        //周
       rtc_time_t get_time;

同時在主函數的while循環中添加打印和中斷處理，以及當前時間顯示。

if(rtc_flag)
           {
               R_RTC_CalendarTimeGet(&g_rtc0_ctrl, &get_time);//獲取RTC計數時間
               rtc_flag=0;
               rtc_second=get_time.tm_sec;//秒
               rtc_minute=get_time.tm_min;//分
               rtc_hour=get_time.tm_hour;//時
               rtc_day=get_time.tm_mday;//日
               rtc_month=get_time.tm_mon;//月
               rtc_year=get_time.tm_year; //年
               rtc_week=get_time.tm_wday;//周
               printf(" %d y %d m %d d %d h %d m %d s %d wn",rtc_year+1900,rtc_month,rtc_day,rtc_hour,rtc_minute,rtc_second,rtc_week);

                //時間顯示
               num1=rtc_hour/10;
               num2=rtc_hour%10;

               num3=rtc_minute/10;
               num4=rtc_minute%10;
           }
           if(rtc_alarm_flag)
           {
               rtc_alarm_flag=0;
               printf("/************************Alarm Clock********************************/n");
           }

       R_BSP_SoftwareDelay(10U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

為了快速啟動，關閉數碼管測試。

演示效果

設置每過1s打印一次當前時間，設置過1分鐘，在10秒時候鬧鈴。

更換日期顯示。

數碼管顯示日期

可以在主程序里面添加顯示，讓數碼管顯示日期。

num1=rtc_hour/10;
               num2=rtc_hour%10;

               num3=rtc_minute/10;
               num4=rtc_minute%10;

主程序

#include "hal_data.h"
#include < stdio.h >
#include "smg.h"
#include "timer_smg.h"

FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER

//數碼管變量
uint8_t num1=1,num2=4,num3=6,num4=8;//4個數碼管顯示的數值
uint8_t num_flag=0;//4個數碼管和冒號輪流顯示，一輪刷新五次


//RTC變量
/* rtc_time_t is an alias for the C Standard time.h struct 'tm' */
rtc_time_t set_time =
{
    .tm_sec  = 50,      /* 秒，范圍從 0 到 59 */
    .tm_min  = 59,      /* 分，范圍從 0 到 59 */
    .tm_hour = 23,      /* 小時，范圍從 0 到 23*/
    .tm_mday = 29,       /* 一月中的第幾天，范圍從 0 到 30*/
    .tm_mon  = 11,      /* 月份，范圍從 0 到 11*/
    .tm_year = 123,     /* 自 1900 起的年數，2023為123*/
    .tm_wday = 6,       /* 一周中的第幾天，范圍從 0 到 6*/
//    .tm_yday=0,         /* 一年中的第幾天，范圍從 0 到 365*/
//    .tm_isdst=0;        /* 夏令時*/
};


//RTC鬧鐘變量
rtc_alarm_time_t set_alarm_time=
{
     .time.tm_sec  = 58,      /* 秒，范圍從 0 到 59 */
     .time.tm_min  = 59,      /* 分，范圍從 0 到 59 */
     .time.tm_hour = 23,      /* 小時，范圍從 0 到 23*/
     .time.tm_mday = 29,       /* 一月中的第幾天，范圍從 1 到 31*/
     .time.tm_mon  = 11,      /* 月份，范圍從 0 到 11*/
     .time.tm_year = 123,     /* 自 1900 起的年數，2023為123*/
     .time.tm_wday = 6,       /* 一周中的第幾天，范圍從 0 到 6*/

     .sec_match        =  1,//每次秒到達設置的進行報警
     .min_match        =  0,
     .hour_match       =  0,
     .mday_match       =  0,
     .mon_match        =  0,
     .year_match       =  0,
     .dayofweek_match  =  0,
    };

//RTC回調函數
volatile bool rtc_flag = 0;//RTC延時1s標志位
volatile bool rtc_alarm_flag = 0;//RTC鬧鐘
/* Callback function */
void rtc_callback(rtc_callback_args_t *p_args)
{
    /* TODO: add your own code here */
    if(p_args- >event == RTC_EVENT_PERIODIC_IRQ)
        rtc_flag=1;
    else if(p_args- >event == RTC_EVENT_ALARM_IRQ)
        rtc_alarm_flag=1;
}


fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
volatile bool uart_send_complete_flag = false;
void user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{
    if(p_args- >event == UART_EVENT_TX_COMPLETE)
    {
        uart_send_complete_flag = true;
    }
}

#ifdef __GNUC__                                 //串口重定向
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif

PUTCHAR_PROTOTYPE
{
        err = R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
        if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
        while(uart_send_complete_flag == false){}
        uart_send_complete_flag = false;
        return ch;
}

int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
    for(int i=0;i< size;i++)
    {
        __io_putchar(*pBuffer++);
    }
    return size;
}





/*******************************************************************************************************************//**
 * main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used.  This function
 * is called by main() when no RTOS is used.
 **********************************************************************************************************************/
void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */

    /* Open the transfer instance with initial configuration. */
       err = R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg);
       assert(FSP_SUCCESS == err);



/**********************數碼管測試***************************************/
//              ceshi_smg();
/**********************定時器開啟***************************************/
    /* Initializes the module. */
    err = R_GPT_Open(&g_timer0_ctrl, &g_timer0_cfg);
    /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    /* Start the timer. */
    (void) R_GPT_Start(&g_timer0_ctrl);


/**********************RTC開啟***************************************/
    /* Initialize the RTC module*/
    err = R_RTC_Open(&g_rtc0_ctrl, &g_rtc0_cfg);
    /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);

    /* Set the RTC clock source. Can be skipped if "Set Source Clock in Open" property is enabled. */
    R_RTC_ClockSourceSet(&g_rtc0_ctrl);

/* R_RTC_CalendarTimeSet must be called at least once to start the RTC */
    R_RTC_CalendarTimeSet(&g_rtc0_ctrl, &set_time);
    /* Set the periodic interrupt rate to 1 second */
    R_RTC_PeriodicIrqRateSet(&g_rtc0_ctrl, RTC_PERIODIC_IRQ_SELECT_1_SECOND);

           R_RTC_CalendarAlarmSet(&g_rtc0_ctrl, &set_alarm_time);
           uint8_t rtc_second= 0;      //秒
           uint8_t rtc_minute =0;      //分
           uint8_t rtc_hour =0;         //時
           uint8_t rtc_day =0;          //日
           uint8_t rtc_month =0;      //月
           uint16_t rtc_year =0;        //年
           uint8_t rtc_week =0;        //周
           rtc_time_t get_time;


       while(1)
       {
           if(rtc_flag)
           {
               R_RTC_CalendarTimeGet(&g_rtc0_ctrl, &get_time);//獲取RTC計數時間
               rtc_flag=0;
               rtc_second=get_time.tm_sec;//秒
               rtc_minute=get_time.tm_min;//分
               rtc_hour=get_time.tm_hour;//時
               rtc_day=get_time.tm_mday;//日
               rtc_month=get_time.tm_mon;//月
               rtc_year=get_time.tm_year; //年
               rtc_week=get_time.tm_wday;//周
               printf(" %d y %d m %d d %d h %d m %d s %d wn",rtc_year+1900,rtc_month,rtc_day,rtc_hour,rtc_minute,rtc_second,rtc_week);

                //時間顯示
               num1=rtc_hour/10;
               num2=rtc_hour%10;

               num3=rtc_minute/10;
               num4=rtc_minute%10;
           }
           if(rtc_alarm_flag)
           {
               rtc_alarm_flag=0;
               printf("/************************Alarm Clock********************************/n");
           }

           R_BSP_SoftwareDelay(10U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
       }



#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

審核編輯：湯梓紅