基于ARM的时钟闹钟设计.docx
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基于ARM的时钟闹钟设计
基于ARM的时钟系统
摘要：
本设计选择STM32为核心控制元件，设计了用RTC定时器实现时钟的控制与设计，本设计能作为普通时钟用，而且能设置闹钟。
程序使用C语言进行编程，能动态显示当前时间，包括时、分、秒，并且用串口助手显示。
关键词：
STM32ARM时钟闹钟
目录
1引言1
2STM32单片机RTC介绍1
3总体设计框图2
4硬件电路2
4.1STM32芯片管脚介绍2
4.2STM32复位和时钟电路设计3
4.3闹钟提醒电路4
5程序流程图4
5.1主程序流程图4
5.2中断程序流程图6
6总结与体会6
参考文献：
7
附录：
8
1引言
随着科技的发展，嵌入式系统广泛应用于工业控制和商业管理领域，在多媒体手机、袖珍电脑，掌上电脑，车载导航器等方面的应用，更是极大地促进了嵌入式技术深入到生活和工作各个方面。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件及嵌入式软件系统组成。
本文介绍基于STM32F103R6T6的嵌入式微处理器的电子时钟设计，并且在液晶上显示。
2STM32单片机RTC介绍
STM32的实时时钟（RTC）是一个独立的定时器。
RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可以提供时钟日历的功能，修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。
STM32F10x系列微控制器片上内置的RTC模块，主要特性如下：
（1）可编程的预分频系数，分频系数最高位2^20。
（2）32位的可编程计数器，可用于长程时间段的测量。
（3）两个单独的时钟：
用于APB1接口的PLCK1和RTC时钟（此时RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟的四分之一以上）。
（4）可以选择一下三种RTC的时钟源：
HSE（highspeedexternal）时钟除以128，即高速外部时钟，接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4~16MHz。
LSI（lowspeedinternal）振荡器时钟，即低速内部时钟，频率为40kHz。
LSE（lowspeedexternal）振荡器时钟，即低速外部时钟，接石英晶体，频率为32.768kHz。
（5）2钟独立的复位类型：
APB1接口由系统复位。
RTC核（预分频器、闹钟、计数器和分频器）只能由备份域复位。
（6）3个专门的可屏蔽中断：
闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。
秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号（最长可达1s）。
溢出中断，检测内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。
3总体设计框图
本电路主要由3大部分电路组成：
ARM最小系统电路、时钟显示电路和闹钟警报电路（本设计用LED灯指示）。
其中ATM最小系统主要由复位电路和时钟电路组成。
在该设计中，闹钟提醒由LED灯代替，当闹钟时间到的话，LED灯亮，延时设定的时间后自动关闭。
总体设计方框图，如图1所示。
STM32
液晶显示电路
复位电路
闹铃提醒电路
时钟电路
图1总体设计方框图
4硬件电路
该设计分为软件设计和硬件设计两大模块，硬件电路由ARM最小系统电路、时钟显示电路和闹钟提醒电路组成。
4.1STM32芯片管脚介绍
STM32F103R6T6管脚示意图，如图2所示。
图2STM32F103R6T6管脚示意图
4.2STM32复位和时钟电路设计
此电路主要是复位电路和时钟电路两部分，其中复位电路采用按键手动复位和上电自动复位组合，电路如图2（右）所示：
其中7脚为STM32的复位端。
时钟电路如图2（左）所示：
晶振采用的是8MHz和32.786KHz，8MKz分别接STM32的5脚和6脚，32.786KHz分别接STM32的3脚和4脚。
图3STM32复位和时钟电路
4.3闹钟提醒电路
本设计的闹钟提醒电路没有采用蜂鸣器，为了调试方便用实验板上的发光二极管LED1—LED4指示，其与实验板对应接口为PC0—PC3。
电路如图4所示。
图4闹钟提醒电路
5程序流程图
5.1主程序流程图
主程序流程图，如图5所示。
图5主程序流程图
5.2中断程序流程图
中断程序流程图，如图6所示。
图6中断程序流程图
6总结与体会
通过这次时钟的设计，使我对ARM有了更深的理解。
刚开始拿到题提目，我先是查找相关资料，从图书馆和网上找到相关的课题，参考借鉴别人的设计，从而理清我们设计的思路。
此次作业设计大致可以分为两部分，电路图部分和程序编程部分，其中最有难度的是程序的编写与调试。
在编写程序的过程中，我遇到了各种各样的问题，工程之间的结合，对于其中的错误怎样解决，需要配置什么，更改哪里等等。
对于ARM我学的很浅，编程遇到问题不知道如何解决，我知道这个是我的弱点，但在这两周的课程设计中，用KeiluVision4在ARM开发板上进行程序调试，遇到问题解决问题，在这个过程中我收获了不少。
参考文献
[1]彭刚、秦志强等.基于ARMCortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器应用实践[M].北京:
电子工业出版社
[2]李宁.基于MDK的STM32处理器开发应用[M].北京航空航天大学出版社，2008.
[3]王永红、徐炜、赫立平.STM32系列ARMCortex-M3微控制器原理与实践[M].北京航空航天大学出版社，2008.
[4]ARMLimited.Cortex-M3TechnicalReferenceManual（r2p0）.ARMDDI0037G2008.
[5]
附录
1总体电路图
2串口助手演示效果
3源程序
/*
*函数名：
NVIC_Configuration
*描述：
配置RTC秒中断的主中断优先级为1，次优先级为0
*输入：
无
*输出：
无
*调用：
外部调用
*/
voidNVIC_Configuration（void）
{
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;
/*Configureonebitforpreemptionpriority*/
NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_1）;
/*EnabletheRTCInterrupt*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=RTC_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=RTCAlarm_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
}
/*
*函数名：
GPIO_Configuration
*描述：
配置GPIO
*输入：
无
*输出：
无
*调用：
外部调用
*/
voidGPIO_Configuration（void）
{
/*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
/*开启GPIOC的外设时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE）;
/*选择要控制的GPIOC引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
/*设置引脚速率为50MHz*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
/*调用库函数，初始化GPIOC*/
GPIO_Init（GPIOC,&GPIO_InitStructure）;
GPIO_SetBits（GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3）;
}
/*
*函数名：
RTC_Configuration
*描述：
配置RTC
*输入：
无
*输出：
无
*调用：
外部调用
*/
voidRTC_Configuration（void）
{
/*EnablePWRandBKPclocks*/
RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_PWR|RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE）;
/*AllowaccesstoBKPDomain*/
PWR_BackupAccessCmd（ENABLE）;
/*ResetBackupDomain*/
BKP_DeInit（）;
/*EnableLSE*/
RCC_LSEConfig（RCC_LSE_ON）;
/*WaittillLSEisready*/
while（RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_LSERDY）==RESET）
{}
/*SelectLSEasRTCClockSource*/
RCC_RTCCLKConfig（RCC_RTCCLKSource_LSE）;
/*EnableRTCClock*/
RCC_RTCCLKCmd（ENABLE）;
/*WaitforRTCregisterssynchronization*/
RTC_WaitForSynchro（）;
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
/*EnabletheRTCSecond*/
RTC_ITConfig（RTC_IT_SEC,ENABLE）;
RTC_ITConfig（RTC_IT_ALR,ENABLE）;
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
/*SetRTCprescaler:
setRTCperiodto1sec*/
RTC_SetPrescaler（32767）;/*RTCperiod=RTCCLK/RTC_PR=（32.768KHz）/（32767+1）*/
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
}
/*
*函数名：
Time_Regulate
*描述：
返回用户在超级终端中输入的时间值，并将值储存在
*RTC计数寄存器中。
*输入：
无
*输出：
用户在超级终端中输入的时间值，单位为s
*调用：
内部调用
*/
uint32_tTime_Regulate（void）
{
uint32_tTmp_HH=0xFF,Tmp_MM=0xFF,Tmp_SS=0xFF;
printf（"\r\n==============TimeSettings====================================="）;
printf（"\r\nPleaseSetHours"）;
while（Tmp_HH==0xFF）
{
Tmp_HH=USART_Scanf（23）;
}
printf（":
%d",Tmp_HH）;
printf（"\r\nPleaseSetMinutes"）;
while（Tmp_MM==0xFF）
{
Tmp_MM=USART_Scanf（59）;
}
printf（":
%d",Tmp_MM）;
printf（"\r\nPleaseSetSeconds"）;
while（Tmp_SS==0xFF）
{
Tmp_SS=USART_Scanf（59）;
}
printf（":
%d",Tmp_SS）;
/*ReturnthevaluetostoreinRTCcounterregister*/
return（（Tmp_HH*3600+Tmp_MM*60+Tmp_SS））;
}
/*
*函数名：
Time_Adjust
*描述：
时间调节
*输入：
无
*输出：
无
*调用：
外部调用
*/
voidTime_Adjust（void）
{//uint32_tAAAA;
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
//AAAA=Time_Regulate（）;
/*Changethecurrenttime*/
RTC_SetCounter（Time_Regulate（））;
RTC_SetAlarm（Time_Regulate（））;
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
}
/*
*函数名：
Time_Display
*描述：
显示当前时间值
*输入：
-TimeVarRTC计数值，单位为s
*输出：
无
*调用：
内部调用
*/
voidTime_Display（uint32_tTimeVar）
{
uint32_tTHH=0,TMM=0,TSS=0;
/*Computehours*/
THH=TimeVar/3600;
/*Computeminutes*/
TMM=（TimeVar%3600）/60;
/*Computeseconds*/
TSS=（TimeVar%3600）%60;
printf（"Time:
%0.2d:
%0.2d:
%0.2d\r",THH,TMM,TSS）;
}
/*
*函数名：
Time_Show
*描述：
在超级终端中显示当前时间值
*输入：
无
*输出：
无
*调用：
外部调用
*/
voidTime_Show（void）
{
printf（"\n\r"）;
/*Infiniteloop*/
while
（1）
{
/*If1shaspaased*/
if（TimeDisplay==1）
{
/*Displaycurrenttime*/
Time_Display（RTC_GetCounter（））;
TimeDisplay=0;
}
}
}
/*
*函数名：
USART_Scanf
*描述：
串口从超级终端中获取数值
*输入：
-value用户在超级终端中输入的数值
*输出：
无
*调用：
内部调用
*/
uint8_tUSART_Scanf（uint32_tvalue）
{
uint32_tindex=0;
uint32_ttmp[2]={0,0};
while（index<2）
{
/*LoopuntilRXNE=1*/
while（USART_GetFlagStatus（USART1,USART_FLAG_RXNE）==RESET）
{}
tmp[index++]=（USART_ReceiveData（USART1））;
//从串口终端里面输进去的数是ASCII码值
if（（tmp[index-1]<0x30）||（tmp[index-1]>0x39））
{
printf（"\n\rPleaseentervalidnumberbetween0and9"）;
index--;
}
}
/*CalculatetheCorrespondingvalue*/
index=（tmp[1]-0x30）+（（tmp[0]-0x30）*10）;
/*Checks*/
if（index>value）
{
printf（"\n\rPleaseentervalidnumberbetween0and%d",value）;
return0xFF;
}
returnindex;
}
/**************************************************************************/
/*STM32F10xPeripheralsInterruptHandlers*/
/*AddheretheInterruptHandlerfortheusedperipheral（s）（PPP）,forthe*/
/*availableperipheralinterrupthandler'snamepleaserefertothestartup*/
/*file（startup_stm32f10x_xx.s）.*/
/*************************************************************************/
/**
*@briefThisfunctionhandlesRTCglobalinterruptrequest.
*@paramNone
*@retval:
None
*/
voidRTC_IRQHandler（void）
{
if（RTC_GetITStatus（RTC_IT_SEC）!
=RESET）
{
/*CleartheRTCSecondinterrupt*/
RTC_ClearITPendingBit（RTC_IT_SEC）;
/*ToggleGPIO_LEDpin6each1s*/
//GPIO_WriteBit（GPIO_LED,GPIO_Pin_6,（BitAction）（1-GPIO_ReadOutputDataBit（GPIO_LED,GPIO_Pin_6）））;
/*Enabletimeupdate*/
TimeDisplay=1;
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
/*ResetRTCCounterwhenTimeis23:
59:
59*/
if（RTC_GetCounter（）==0x00015180）
{
RTC_SetCounter（0x0）;
/*WaituntillastwriteoperationonRTCregistershasfinished*/
RTC_WaitForLastTask（）;
}
}
if（RTC_GetITStatus（RTC_IT_ALR）!
=RESET）
{
RTC_ClearITPendingBit（RTC_IT_ALR）;
printf（"\r\nRTCalarmbegin!
"）;
GPIO_ResetBits（GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3）;
Delay_nms（3000）;
GPIO_SetBits（GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3）;
}
}
/*
*函数名：
Delay_nus（int16）
*描述：
微秒级延时n<32767
*输入：
无
*输出：
无
*/
voidDelay_nus（u16n）
{
u16j;
while（n--）
{
j=8;
while（j--）;
}
}
/***************************************************************************/
/*
*函数名：
Delay_nms（int16）
*描述：
毫秒级延时n<32767
*输入：
无
*输出：
无
*/
voidDelay_nms（u16n）
{
while（n--）
{
Delay_nus（1100）;
}
}
/***********************《嵌入式系统》课程设计报告*************************
*文件名：
main.c
*描述：
利用STM32的RTC实现一个简易的电子时钟。
在串口助手中显示时间值。
*显示格式为Time:
XX:
XX:
XX（时：
分：
秒），当时间
*计数为：
23：
59：
59时将刷新为：
00：
00：
00。
*另外还能设置闹钟
****************************基于ARM的时钟系统****************************/
intmain（void）
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