STM32片内RTC亚秒特性的应用示例(上)

2023-09-19  

绝大多数STM32系列里的RTC都具有亚秒【或称子秒】计数单元。为了了解亚秒特性及功能,不妨先看RTC的功能框图。本文中的有关截图若无特别说明均来自STM32L4系列参考手册。


RTC的时钟源【RTCCLK】可以是LSE、LSI或者HSE/32,由RTCCLK最终变成日历的秒脉冲驱动信号经过了2次分频。先经过上图中A处的异步分频单元,默认分频系数是128,形成ck_apre时钟,默认情况下该时钟频率为256Hz;然后该时钟脉冲来到图中B处的同步分频单元,默认分频系数为256,最终形成1Hz的秒脉冲【ck_spre】到日历单元。关于两分频单元分频系数的配置,通过对RTC_PRER寄存器的相关位编程实现。


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其中异步分频系数配置位【PREDIV_A】有7位,同步分频系数【PREDIV_S】有15位。另外,同步分频单元还包括采用向下计数方式的亚秒计数器,它基于异步分频后的时钟ck_apre进行计数,溢出时的重装值等于PREDIV_S。一般来讲,它的一个计数周期就是1s,其计数分辨率或精度为【1/(PREDIV_S+1)】秒。与之配套的亚秒寄存器,实时记录亚秒计数器的计数值,有效数据位乃16位,比PREDIV_S多1位,多出的1位另有它用,此处不表。


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显然,当有了这个亚秒计数器后,我们就可以获得少于1秒的时间,或说秒的小数部分---亚秒,其精度由同步分频系数PREDIV_S决定,某时刻的亚秒数通过亚秒寄存器获取,对应的亚秒时间可以通过上图中第2个红色方框内的算式求得【提醒:亚秒计数器采用向下计数方式】。

关于RTC的亚秒概念及基本特性就介绍到这里。稍微小结下:

1、亚秒是对少于1秒的时间称谓,范围在0到1秒,并非固定的值;

2、亚秒精度【分辨率】可调,由PREDIV_S参数决定,即【1/(PREDIV_S+1)】秒;

3、亚秒寄存器【RTC_SSR】实时记录亚秒计数器的值,具体由SS[15:0]体现;

4、亚秒时间通过算式(PREDIV_S-SS)/(PREDIV_S+1)求得;


我们知道RTC除了提供基本的日历功能外,还有很好的低功耗特性,常用于低功耗的唤醒。有些低功耗应用场合,虽然系统需要周期性的唤醒,但对唤醒周期的一致性要求往往并不严格、很多时候的周期值往往远达不到秒级,比方在10个毫秒上下、几十个毫秒左右、100毫秒量级不等。像这种场合,我们可以考虑使用RTC的亚秒特性和ALARM功能实现周期性唤醒。


假设某STM32用户有这样的需求,他的系统涉及低功耗,需要周期性地做休眠与唤醒的切换。他希望系统进入休眠后每隔50±20ms的时间范围内被唤醒,唤醒后做些基本的检测处理后又进入休眠。要实现这个需求,对于很多带LPTIM的STM32系列也很方便实现。


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