嵌入式软件开发基础实验报告 实时时钟

上海电力学院

嵌入式软件开发基础实验报告

题目：【ARM】实时时钟实验

专业：电子科学与技术

年级：

姓名：

学号：

一、实验目的

1、了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。

2、掌握S3C44B0X 处理器的RTC 模块程序设计方法。

二、实验设备

1、硬件：Embest EduKit-III 实验平台，Embest ARM 标准/增强型仿真器套件，PC 机。

2、软件：Embest IDE Pro ARM 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。

三、实验内容

学习和掌握 Embest EduKit-III 实验平台中RTC 模块的使用，进行以下操作：

1、编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置。

2、使用EMBEST ARM 教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。

四、实验原理

1. 实时时钟（RTC）

实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别是在各种嵌入式系统中用于记录事件发生的时间和相关信息，如通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度高的领域的无人值守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出，这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A/D 数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。

RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如I2C、SPI、MICROWIRE和CAN 等串行总线接口。这些串口由2～3 根线连接，分为同步和异步。

2. S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元

S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC 发送8 位BCD 码数据到CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。RTC 单元时钟源由外部32.768KHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。

S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元特性：

BCD 数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份

1、闹钟（报警）功能：产生定时中断或激活系统

2、自动计算闰年

3、无2000 年问题

4、独立的电源输入

5、支持毫秒级时间片中断，为RTOS 提供时间基准

读/写寄存器

访问 RTC 模块的寄存器，首先要设RTCCON 的bit0 为1。CPU 通过读取RTC 模块中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON 和 BCDYEAR 的值，得到当前的相应时间值。然而，由于多个寄存器依次读出，所以有可能产生错误。比如：用户依次读取年（1989）、月（12）、日（31）、时（23）、分（59）、秒（59）。当秒数为1 到59 时，没有任何问题，但是，当秒数为0 时，当前时间和日期就变成了1990 年1 月1 日0 时0 分。这种情况下（秒数为0），用户应该重新读取年份到分钟的值（参考程序设计）。

后备电池：

RTC 单元可以使用后备电池通过管脚RTCVDD 供电。当系统关闭电源以后，CPU 和RTC 的接口电路被阻断，后备电池只需要驱动晶振和BCD 计数器，从而达到最小的功耗。

闹钟功能RTC 在指定的时间产生报警信号，包括CPU 工作在正常模式和休眠（power down）模式下。在正常工作模式，报警中断信号（ALMINT）被激活。在休眠模式，报警中断信号和唤醒信号（PMWKUP）同时被激活。RTC 报警寄存器（RTCALM）决定报警功能的使能/屏蔽和完成报警时间检测。

时间片中断

RTC 时间片中断用于中断请求。寄存器TICNT 有一个中断使能位和中断计数。该中断计数自动递减，当达到0 时，则产生中断。中断周期按照下列公式计算：Period = ( n+1 ) / 128 second

其中，n 为RTC 时钟中断计数，可取值为（1-127）

置零计数功能

RTC 的置零计数功能可以实现30、40 和50 秒步长重新计数，供某些专用系统使用。当使用50秒置零设置时，如果当前时间是11:59:49，则下一秒后时间将变为12:00:00。

注意：所有的RTC 寄存器都是字节型的，必须使用字节访问指令（STRB、LDRB）或字符型指针访问。

五、实验设计

1. 硬件电路设计

2. 软件程序设计

（1）时钟设置

时钟设置程序必须实现时钟工作情况以及数据设置有效性检测功能。具体实现可以参考示例程序设计。

（2）时钟显示

时钟参数通过实验系统串口0 输出到超级终端，显示内容包括年月日时分秒。参数以BCD 码形式传送，用户使用串口通信函数（参见串口通信实验）将参数取出显示。

/*********************************************************************************************

* name: rtc_read

* func: read data from rtc

* para: none

* ret: none

* modify:

* comment:

*********************************************************************************************/

void rtc_read(void)

{

while(1)

{

// read the data from RTC registers

if(rBCDYEAR == 0x99)

g_nYear = 0x1999;

else

g_nYear = 0x2000 + rBCDYEAR;

g_nMonth = rBCDMON;

g_nDay = rBCDDAY;

g_nWeekday = rBCDDATE;

g_nHour = rBCDHOUR;

g_nMin = rBCDMIN;

g_nSec = rBCDSEC;

if(g_nSec != 0)

break;