【解決方案】STM32L系列單片機的RTC讀取時間，一會兒要走時，一會兒又不走時的解決方案

單片機STM32L476RG（用的nucleo開發板），調試RTC的過程中遇到了HAL_RTC_GetTime函數讀取的時間一會兒走，一會兒不走的問題，如圖所示。

要等很長一段時間，時間纔會更新。而實際上RTC時鐘一直在走，並且掉電保存也沒問題。

 

解決方案是，每次讀取時間，HAL_RTC_GetTime和HAL_RTC_GetDate函數必須同時調用，並且必須先調用HAL_RTC_GetTime，後調用HAL_RTC_GetDate，順序不能反！

static void display_time(void)
{
  RTC_DateTypeDef date;
  RTC_TimeTypeDef time;
  
  HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &time, RTC_FORMAT_BCD);
  HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &date, RTC_FORMAT_BCD);
  
  printf("20%02x-%x-%x %02x:%02x:%02x\n", date.Year, date.Month, date.Date, time.Hours, time.Minutes, time.Seconds);
}

如果要想只讀取時間，不讀取日期，就必須直接訪問RTC->TR寄存器，不能使用HAL_RTC_GetTime函數。

static void display_time(void)
{
  printf("%02x:%02x:%02x\n", (RTC->TR >> 16) & 0xff, (RTC->TR >> 8) & 0xff, RTC->TR & 0xff);
}

並且，不能去訪問RTC->SSR寄存器，否則問題會復現！

static void display_time(void)
{
  RTC->SSR;
  printf("%02x:%02x:%02x\n", (RTC->TR >> 16) & 0xff, (RTC->TR >> 8) & 0xff, RTC->TR & 0xff);
}

這個問題的根本原因就是HAL_RTC_GetTime函數裏面訪問了RTC->SSR寄存器。如果不訪問這個寄存器就不會出錯。

STM32的RTC裏面設置了shadow registers（緩存）用於避免日期時間同時讀取時出現不匹配的問題，如2000-1-1 23:59:59跳變到00:00:00時讀取到2000-1-2 23:59:59。STM32會在讀取時間後自動把日期緩存起來，接下來再讀日期，讀到的就是緩存裏面的日期，不是寄存器更新後的日期。而SSR是毫秒，比TR時分秒級別更低，所以如果讀取了SSR再去讀TR，不讀DR中的年月日，就會導致緩存一直不更新，讀出來的時間就會一直不走，而過了很久緩存過期了時間才變。

【最終程序代碼】

main.c：

#include <stdio.h>
#include <stm32l4xx.h>
#include "common.h"

RTC_HandleTypeDef hrtc;

static void display_time(void)
{
  RTC_DateTypeDef date;
  RTC_TimeTypeDef time;
  
  HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &time, RTC_FORMAT_BCD);
  HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &date, RTC_FORMAT_BCD);
  
  printf("20%02x-%x-%x %02x:%02x:%02x\n", date.Year, date.Month, date.Date, time.Hours, time.Minutes, time.Seconds);
}

static void rtc_init(void)
{
  uint32_t source;
  
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  HAL_PWR_EnableBkUpAccess();
  
  source = __HAL_RCC_GET_RTC_SOURCE();
  if (source != RCC_RTCCLKSOURCE_NONE && source != RCC_RTCCLKSOURCE_LSE)
  {
    printf("Backup domain is reset!\n");
    __HAL_RCC_BACKUPRESET_FORCE();
    __HAL_RCC_BACKUPRESET_RELEASE();
  }
  
  if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET)
  {
    printf("LSE is OFF!\n");
    __HAL_RCC_LSE_CONFIG(RCC_LSE_ON);
    while (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);
    printf("LSE is ready!\n");
  }
  else
    printf("LSE is ON!\n");
  
  hrtc.Instance = RTC;
  if (source != RCC_RTCCLKSOURCE_LSE)
  {
    printf("RTC is configured!\n");
    __HAL_RCC_RTC_CONFIG(RCC_RTCCLKSOURCE_LSE);
    __HAL_RCC_RTC_ENABLE();
    
    hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
    hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
    HAL_RTC_Init(&hrtc);
    
    HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer(&hrtc, 0, RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS);
  }
}

int main(void)
{
  HAL_Init();
  
  usart_init(115200);
  printf("STM32L476RG RTC\n");
  printf("SystemCoreClock=%u\n", SystemCoreClock);
  
  rtc_init();
  
  while (1)
  {
    if (__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_GET_FLAG(&hrtc, RTC_FLAG_WUTF) != RESET)
    {
      __HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&hrtc, RTC_FLAG_WUTF);
      display_time();
    }
  }
}

common.h：

#ifndef __COMMON_H
#define __COMMON_H

struct __FILE
{
  int handle;
};

void usart_init(int baud_rate);

#endif

common.c：

#include <rt_sys.h>
#include <stdio.h>
#include <stm32l4xx.h>
#include "common.h"

#pragma import(__use_no_semihosting)

FILE __stdin = {0};
FILE __stdout = {1};
FILE __stderr = {2};
UART_HandleTypeDef huart2;

void _sys_exit(int returncode)
{
  while (1);
}

void _ttywrch(int ch)
{
  if (ch == '\n')
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)"\r\n", 2, HAL_MAX_DELAY);
  else
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);
}

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  while (1);
}

int fputc(int ch, FILE *fp)
{
  switch (fp->handle)
  {
    case 1:
    case 2:
      _ttywrch(ch);
      break;
    default:
      return EOF;
  }
  return ch;
}

void usart_init(int baud_rate)
{
  GPIO_InitTypeDef gpio;
  
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE();
  
  gpio.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
  gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  gpio.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
  gpio.Pull = GPIO_NOPULL;
  gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
  
  huart2.Instance = USART2;
  huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_RXOVERRUNDISABLE_INIT;
  huart2.AdvancedInit.OverrunDisable = UART_ADVFEATURE_OVERRUN_DISABLE;
  huart2.Init.BaudRate = baud_rate;
  huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  HAL_UART_Init(&huart2);
}

void SysTick_Handler(void)
{
  HAL_IncTick();
}

【問題解決後的截圖】

 

【補充】

RTC利用WakeUpTimer，每5秒從待機（Standby）模式喚醒單片機：

（1）HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer改成HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT，位置不變，只需要初始化RTC的時候設置一次，後續開機都不用再設置。

  if (source != RCC_RTCCLKSOURCE_LSE)
  {
    printf("RTC is configured!\n");
    __HAL_RCC_RTC_CONFIG(RCC_RTCCLKSOURCE_LSE);
    __HAL_RCC_RTC_ENABLE();
    
    hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
    hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
    HAL_RTC_Init(&hrtc);
    
    HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&hrtc, 4, RTC_WAKEUPCLOCK_CK_SPRE_16BITS); // 每5秒喚醒一次
  }

（2）進入待機模式前必須要清除WakeUpTimer的標誌位，否則從第二次開始進入待機模式後馬上就會被喚醒

printf("Enter standby mode!\n");
__HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&hrtc, RTC_FLAG_WUTF); // 進入待機模式前先清一次中斷
HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();