在嵌入式项目中使用超低功耗实时时钟模块,实现精准的时间和日期追踪
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硬件概览
它是如何工作的?
RTC 15 Click 基于 Micro Crystal 推出的 RV-8263-C8,这是一款标准的商用级实时时钟/日历模块,以其超低功耗和高精度而闻名。该 CMOS 器件以 32.768kHz 晶振运行,内置偏移寄存器,可微调频率偏差,确保在长期应用中实现可靠的时间保持。它通过 I2C 接口与主控 MCU 通信,支持自动寄存器地址递增,提升数据访问效率。尽管体积小巧、重量极轻,该模块依然提供完整的日历功能,包括对年份、月份、日期、星期、小时、分钟和秒的追踪,并支持 2000 至 2099 年间的自动闰年校正。此外,还内建定时器和闹钟功能,适用于物联网系统、工业与汽车应用、计量设备、医疗装置及可穿戴与便携式电子产品等多种场景。RTC 15 Click 采用 MIKROE 最新引入
的 Click Snap 结构设计。与标准 Click 板不同,ClickSnap 允许用户将主传感器区域从 PCB 上拆分出来,形成可独立使用的 Snap 子板,从而大幅拓展应用灵活性。拆分后,RV-8263-C8 可通过标记为 1–8 的引脚直接获取所需信号,实现独立运行。Snap 区域还包含一个固定位置的螺丝孔,便于用户将其固定在目标位置。该 Click 板™ 支持最高 400kHz 的 I2C 通信速度,确保与主控 MCU 的快速数据交换。除了 I2C 引脚外,还包含 EN 引脚,用于控制板载 MAX40200 理想二极管(此处作为电源开关使用),以及 INT 中断引脚,用于输出闹钟、中断计时、半分钟或分钟中断、倒计时和补偿中断信号。EN 引脚激活时,MAX40200 向传感器供电,使传感器可根据需要
进行启用或关闭,特别适用于低功耗和电池供电应用。此外,RTC 15 Click 提供未焊接的 OUT 引脚,用于输出时钟信号,并可通过 CLE 引脚控制。当 CLE 引脚为高电平时,OUT 引脚会输出可选方波信号,频率包括 32.768kHz(默认)、16.384kHz、8.192kHz、4.096kHz、2.048kHz、1.024kHz 或 1Hz,满足不同的定时需求;若 CLE 引脚为低电平,则 OUT 引脚保持低电平,关闭时钟输出。本板支持 3.3V 或 5V 逻辑电平,通过 VCC SEL 跳线进行选择,确保兼容不同电压等级的 MCU。此外,该 Click 板™ 还附带配套的软件库及示例代码,为后续开发提供便利。
功能概述
开发板
Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
192
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
RTC 15 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
本示例演示如何使用 RTC 15 Click 板,初始化设备并设置当前的时间与日期。程序通过定时器倒计时中断引脚,每秒持续读取并显示更新后的时间与日期。
关键功能:
rtc15_cfg_setup
- 初始化 Click 配置结构为默认初始值。rtc15_init
- 初始化使用此 Click 板所需的所有引脚和外设。rtc15_default_cfg
- 执行 RTC 15 Click 板的默认配置。rtc15_set_time
- 设置 RTC 当前时间(小时、分钟、秒)。rtc15_read_time
- 读取 RTC 当前时间(小时、分钟、秒)。rtc15_read_date
- 读取 RTC 当前日期(日、星期、月、年)。
应用初始化
初始化日志模块和 RTC 15 Click 驱动器,应用默认配置,并设置起始时间与日期。
应用任务
等待 1Hz 中断信号触发后,读取并显示当前的时间与日期。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief RTC 15 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the RTC 15 Click board by initializing
* the device and setting up the current time and date. It continuously
* reads and displays the updated time and date every second using the timer
* countdown interrupt pin.
*
* The demo application is composed of two sections:
*
* ## Application Init
* Initializes the logger and the RTC 15 Click driver, applies the default configuration,
* and sets the starting time and date.
*
* ## Application Task
* Waits for a 1 Hz interrupt signal and then reads and displays the current time and date.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rtc15.h"
static rtc15_t rtc15;
static log_t logger;
static rtc15_time_t time;
static rtc15_date_t date;
/**
* @brief RTC 15 get day of week name function.
* @details This function returns the name of day of the week as a string.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #rtc15_t object definition for detailed explanation.
* @param[in] day_of_week : Day of week decimal value.
* @return Name of day as a string.
* @note None.
*/
static uint8_t *rtc15_get_day_of_week_name ( uint8_t day_of_week );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
rtc15_cfg_t rtc15_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
rtc15_cfg_setup( &rtc15_cfg );
RTC15_MAP_MIKROBUS( rtc15_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == rtc15_init( &rtc15, &rtc15_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( RTC15_ERROR == rtc15_default_cfg ( &rtc15 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
time.hour = 23;
time.minute = 59;
time.second = 50;
if ( RTC15_OK == rtc15_set_time ( &rtc15, &time ) )
{
log_printf( &logger, " Set time: %.2u:%.2u:%.2u\r\n",
( uint16_t ) time.hour, ( uint16_t ) time.minute, ( uint16_t ) time.second );
}
date.day_of_week = RTC15_TUESDAY;
date.day = 31;
date.month = 12;
date.year = 24;
if ( RTC15_OK == rtc15_set_date ( &rtc15, &date ) )
{
log_printf( &logger, " Set date: %s, %.2u.%.2u.20%.2u.\r\n",
rtc15_get_day_of_week_name ( date.day_of_week ),
( uint16_t ) date.day, ( uint16_t ) date.month, ( uint16_t ) date.year );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
// Wait for a timer countdown flag configured at 1 Hz
while ( rtc15_get_int_pin ( &rtc15 ) );
if ( RTC15_OK == rtc15_read_time ( &rtc15, &time ) )
{
log_printf( &logger, " Time: %.2u:%.2u:%.2u\r\n",
( uint16_t ) time.hour, ( uint16_t ) time.minute, ( uint16_t ) time.second );
}
if ( RTC15_OK == rtc15_read_date ( &rtc15, &date ) )
{
log_printf( &logger, " Date: %s, %.2u.%.2u.20%.2u.\r\n\n",
rtc15_get_day_of_week_name ( date.day_of_week ),
( uint16_t ) date.day, ( uint16_t ) date.month, ( uint16_t ) date.year );
}
Delay_ms ( 100 );
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
static uint8_t *rtc15_get_day_of_week_name ( uint8_t day_of_week )
{
switch ( day_of_week )
{
case RTC15_MONDAY:
{
return "Monday";
}
case RTC15_TUESDAY:
{
return "Tuesday";
}
case RTC15_WEDNESDAY:
{
return "Wednesday";
}
case RTC15_THURSDAY:
{
return "Thursday";
}
case RTC15_FRIDAY:
{
return "Friday";
}
case RTC15_SATURDAY:
{
return "Saturday";
}
case RTC15_SUNDAY:
{
return "Sunday";
}
default:
{
return "Unknown";
}
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:RTC