【stm32单片机】[Hal库][嵌入式][5]IIC,RTC

IIC模块

一、MCP4017

MCP4017 是一款由 Microchip Technology 公司生产的数字电位器。它是一种电子元件，通常用于调整电压、增益或信号强度，类似于传统的机械电位器，但可以通过数字控制来调节。

以下是 MCP4017 的一些主要特点：

1. 数字电位器：MCP4017 是一个单通道的 7 位数字电位器，分辨率为 128 个不同的电阻值（2^7 = 128 步）。
2. I²C 接口：它使用 I²C 通信协议进行控制，通过两个引脚（SCL 和 SDA）与主设备通信。I²C 是一种广泛使用的双线通信协议，适合用于低速设备。
3. 低功耗：MCP4017 设计为低功耗设备，适合需要节能的应用场景。
4. 电阻范围：MCP4017 提供了不同的电阻范围，常见的型号包括 5kΩ、10kΩ、50kΩ 和 100kΩ 等。用户可以通过 I²C 指令在这些范围内调节电阻值。
5. 非易失性存储器：该器件不带非易失性存储器（EEPROM），因此每次上电后，电位器的默认设置是中间值（即 64/128 的位置）。
6. 应用场景：MCP4017 常用于音频调节、信号处理、传感器校准等需要精确调节电阻的场合。

二、阅读芯片手册

I2C地址：0101111

三、Hal库API

四、CubeMX配置

RTC :

STM32 的 RTC（实时时钟）是集成在 STM32 微控制器中的一个外设，用于保持时间和日期信息，即使在主系统电源断电时也能继续工作。STM32 的 RTC 是独立的、低功耗的，可以通过外部备用电源（如纽扣电池）或内置备用电源来运行。

STM32 RTC 的主要功能：

1. 实时时钟：提供年、月、日、星期、小时、分钟、秒的时间和日期计时功能。
2. 闹钟功能：STM32 的 RTC 可以设置定时闹钟，在指定时间触发事件，常用于定时唤醒或触发任务。
3. 时间戳：能够记录事件发生时的精确时间，例如在外部中断或特定事件发生时。
4. 周期性唤醒：RTC 支持通过定时唤醒系统进入低功耗模式，如待机模式或休眠模式，帮助实现低功耗设计。
5. 低功耗：RTC 在超低功耗模式下运行，可以使用独立的低速时钟源（如 LSE，外部 32.768 kHz 晶振）或内部低速时钟（LSI）。

RTC 的时钟源

STM32 的 RTC 通常依赖于一个低速的时钟源来保持准确的时间。常见的时钟源有：

• LSE (Low-Speed External)：外部 32.768 kHz 晶振，精度高，适合精确计时。
• LSI (Low-Speed Internal)：内部低速 RC 振荡器，功耗低，但精度较差。

常见应用场景：

• 电子钟表、日历：嵌入式系统中经常需要长时间保持准确时间的设备。
• 低功耗设计：通过 RTC 实现系统定时唤醒和进入低功耗模式，节省电池能量。
• 时间戳记录：在数据记录系统或日志系统中，RTC 用于标记数据生成的时间。

配置RTC

• Activate Clock Source：激活时钟源
• Activate Calendar：激活日历

配置时钟树

Asynchronous Predivider和Synchronous Predivider是用来分频的两个寄存器，RTC的时钟源（LSE、LSI或HSE/32）需要经过这些分频器后，才能提供给RTC时钟

• Asynchronous Predivider value：异步预分器值，125，通常用于降低功耗，
• Synchronous Predivider value：同步预分频器值，6000，用于精确调节RTC的计时

6000 x 125 = 750KHz，速度最快，精度最高

• 二进制
• 时、分、秒

五、编写底层驱动

#include "rtc_app.h"

RTC_TimeTypeDef time;//定义时间结构体
RTC_DataTypeDef date;//定义日期结构体

void rtc_proc(void)
{
    HAL_RTC_GetTime(&hrtc,&time,RTC_FORMAT_BIN);
    HAL_RTC_GetDate(&hrtc,&date,RTC_FORMAT_BIN);
}

#include "rtc.h"
#include "bsp_system.h"

void rtc_proc(void);

HAL库源码

1.RTC数据类型

/**
  * @brief  RTC Time structure definition
  */
typedef struct
{
  uint8_t Hours;            /*!< Specifies the RTC Time Hour.
                                 This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 12 if the RTC_HourFormat_12 is selected.
                                 This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 23 if the RTC_HourFormat_24 is selected */

  uint8_t Minutes;          /*!< Specifies the RTC Time Minutes.
                                 This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 59 */

  uint8_t Seconds;          /*!< Specifies the RTC Time Seconds.
                                 This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 59 */

  uint8_t TimeFormat;       /*!< Specifies the RTC AM/PM Time.
                                 This parameter can be a value of @ref RTC_AM_PM_Definitions */

  uint32_t SubSeconds;     /*!< Specifies the RTC_SSR RTC Sub Second register content.
                                 This parameter corresponds to a time unit range between [0-1] Second
                                 with [1 Sec / SecondFraction +1] granularity */

  uint32_t SecondFraction;  /*!< Specifies the range or granularity of Sub Second register content
                                 corresponding to Synchronous pre-scaler factor value (PREDIV_S)
                                 This parameter corresponds to a time unit range between [0-1] Second
                                 with [1 Sec / SecondFraction +1] granularity.
                                 This field will be used only by HAL_RTC_GetTime function */

  uint32_t DayLightSaving;  /*!< This interface is deprecated. To manage Daylight Saving Time,
                                 please use HAL_RTC_DST_xxx functions */

  uint32_t StoreOperation;  /*!< This interface is deprecated. To manage Daylight Saving Time,
                                 please use HAL_RTC_DST_xxx functions */
} RTC_TimeTypeDef;

/**
  * @brief  RTC Date structure definition
  */
typedef struct
{
  uint8_t WeekDay;  /*!< Specifies the RTC Date WeekDay.
                         This parameter can be a value of @ref RTC_WeekDay_Definitions */

  uint8_t Month;    /*!< Specifies the RTC Date Month (in BCD format).
                         This parameter can be a value of @ref RTC_Month_Date_Definitions */

  uint8_t Date;     /*!< Specifies the RTC Date.
                         This parameter must be a number between Min_Data = 1 and Max_Data = 31 */

  uint8_t Year;     /*!< Specifies the RTC Date Year.
                         This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 99 */
} RTC_DateTypeDef;

2.RTC函数

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format)
{
  uint32_t tmpreg;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_RTC_FORMAT(Format));

  /* Get subseconds structure field from the corresponding register*/
  sTime->SubSeconds = READ_REG(hrtc->Instance->SSR);

  /* Get SecondFraction structure field from the corresponding register field*/
  sTime->SecondFraction = (uint32_t)(READ_REG(hrtc->Instance->PRER) & RTC_PRER_PREDIV_S);

  /* Get the TR register */
  tmpreg = (uint32_t)(READ_REG(hrtc->Instance->TR) & RTC_TR_RESERVED_MASK);

  /* Fill the structure fields with the read parameters */
  sTime->Hours = (uint8_t)((tmpreg & (RTC_TR_HT | RTC_TR_HU)) >> RTC_TR_HU_Pos);
  sTime->Minutes = (uint8_t)((tmpreg & (RTC_TR_MNT | RTC_TR_MNU)) >> RTC_TR_MNU_Pos);
  sTime->Seconds = (uint8_t)((tmpreg & (RTC_TR_ST | RTC_TR_SU)) >> RTC_TR_SU_Pos);
  sTime->TimeFormat = (uint8_t)((tmpreg & (RTC_TR_PM)) >> RTC_TR_PM_Pos);

  /* Check the input parameters format */
  if (Format == RTC_FORMAT_BIN)
  {
    /* Convert the time structure parameters to Binary format */
    sTime->Hours = (uint8_t)RTC_Bcd2ToByte(sTime->Hours);
    sTime->Minutes = (uint8_t)RTC_Bcd2ToByte(sTime->Minutes);
    sTime->Seconds = (uint8_t)RTC_Bcd2ToByte(sTime->Seconds);
  }

  return HAL_OK;
}

枚举类型：HAL_StatusTypeDef

typedef enum
{
HAL_OK = 0x00U,
HAL_ERROR = 0x01U,
HAL_BUSY = 0x02U,
HAL_TIMEOUT = 0x03U
} HAL_StatusTypeDef;

Hal库封装的一个典型思想

多串口重定向-适合项目复用

int my_printf(UART_HandleTypeDef *huart, const char *format, ...) {
    char buffer[512];//创建字符缓冲区
    va_list arg;//创建可变参数列表
    int len;
    va_start(arg, format);// 初始化可变参数列表，获取my_printf传入的可变参数
    len = vsnprintf(buffer, sizeof(buffer), format, arg);// 将格式化后的可变参数传入缓存区
    va_end(arg);// 结束可变参数列表
    HAL_UART_Transmit(huart, (uint8_t *)buffer, (uint16_t)len, 0xFF); // 将字符缓存数组发送出去
    return len;
}