物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù) 第2版 課件 知識(shí)點(diǎn) 6-2電子時(shí)鐘任務(wù)2獲取時(shí)間

做題啦課前互動(dòng)通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為（

）類？分別是（）A、二類

外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)B、三類

外光電效應(yīng)

內(nèi)光電效應(yīng)

半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)選擇題BCONTENTS目錄目錄任務(wù)發(fā)布PART1沖關(guān)學(xué)習(xí)PART2任務(wù)小結(jié)PART3課外拓展PART4PART1任務(wù)發(fā)布任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34PART1任務(wù)發(fā)布任務(wù)一主要是準(zhǔn)備使用STM32單片機(jī)和PCF8563時(shí)鐘芯片以及濕度、光照傳感器，來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能需求，你的具體任務(wù)如下：實(shí)現(xiàn)STM32的I2C的配置實(shí)現(xiàn)STM32與外設(shè)PCF8563時(shí)鐘芯片的通信實(shí)現(xiàn)PCF8563芯片實(shí)時(shí)時(shí)間的獲取1任務(wù)描述PART1任務(wù)發(fā)布任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34PART1任務(wù)發(fā)布能根據(jù)MCU編程手冊(cè)，通過(guò)STM32CubeMX軟件，準(zhǔn)確配置引腳；能根據(jù)I2C相關(guān)資料，理解I2C的工作過(guò)程；能根據(jù)PCF8563相關(guān)手冊(cè)，通過(guò)I2C進(jìn)行讀寫(xiě)等操作，獲取RTC時(shí)間。2制定職業(yè)能力目標(biāo)PART1任務(wù)發(fā)布任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34PART1任務(wù)發(fā)布01PCF8563時(shí)鐘模塊的知識(shí)3重點(diǎn)分析PART1任務(wù)發(fā)布任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34PART1任務(wù)發(fā)布02STM32F1定時(shí)器CR101PCF8563時(shí)鐘模塊的寄存器和時(shí)間獲取4難點(diǎn)分析PART1任務(wù)發(fā)布PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)1設(shè)備選型PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)沖關(guān)啦闖關(guān)題目STM32F103芯片的APB2和APB1總線的最高時(shí)鐘頻率分別為（）。A、72MHz,72MHzB、64MHz,64MHzC、72MHz，36MHzD、64MHz，36MHzC3熟悉工單4任務(wù)實(shí)施2知識(shí)儲(chǔ)備1設(shè)備選型PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)

RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介①PCF8563引腳描述PCF8563功能描述2知識(shí)儲(chǔ)備PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹②③④①PCF8563寄存器介紹⑤①RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介：生活中的電子時(shí)鐘2知識(shí)儲(chǔ)備個(gè)人穿戴家庭辦公室車站2知識(shí)儲(chǔ)備①RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介：掉電保持功能

有些時(shí)鐘芯片為了在主電源掉電時(shí)，還可以工作，需要外加電池供電。所謂掉電,是指電源Vpp斷開(kāi)的情況下,為了RTC外設(shè)掉電可以繼續(xù)運(yùn)行,必須給STM32芯片通過(guò)VBAT引腳接上電池.當(dāng)主電源VDD有效時(shí),由VDD給RTC外設(shè)供電.當(dāng)VDD掉電后,由VBAT給RTC外設(shè)供電.無(wú)論由什么電源供電,RTC中的數(shù)據(jù)始終都保存在屬于RTC的備份域中,如果主電源和VBA都掉電,那么備份域中保存的所有數(shù)據(jù)都將丟失.①RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介：RTC特性2知識(shí)儲(chǔ)備RTC的三種時(shí)鐘源：

高速外部時(shí)鐘的128分頻:HSE/128;低速內(nèi)部時(shí)鐘LSI;低速外部時(shí)鐘LSE;（一般RTC使用該時(shí)鐘）特性：32位計(jì)數(shù)器，只能向上計(jì)數(shù)。RTC時(shí)鐘芯片①RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介：RTC特性2知識(shí)儲(chǔ)備使用HSE分頻時(shí)鐘或者LSI的時(shí)候,在主電源VDD掉電的情況下,這兩個(gè)時(shí)鐘來(lái)源都會(huì)受到影響,因此沒(méi)法保證RTC正常工作RTC一般都用低速外部時(shí)鐘LSE,頻率為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊中常用的32.768KHz,32768=2^15,分頻容易實(shí)現(xiàn),所以被廣泛應(yīng)用到RTC模塊

RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹②PCF8563引腳描述PCF8563功能描述2知識(shí)儲(chǔ)備PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介①③④②PCF8563寄存器介紹⑤②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC具體工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備（2）RTC控制寄存器（RTC_CRH/RTC_CRL）

該寄存器由2個(gè)寄存器RTC_CRH和RTC_CRL組成，且兩個(gè)都是16位的。②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC具體工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備

該寄存器也由2個(gè)寄存器RTC_PRLH

（低4位有效，存放PRL[19:16]）和RTC_PRLL（存放PRL[15:0]）組成。這兩個(gè)寄存器用來(lái)配置RTC時(shí)鐘的分頻數(shù)的，比如我們使用外部32.768KHz的晶振作為時(shí)鐘的輸入頻率，那么我們要設(shè)置這兩個(gè)寄存器的值為32767，以得到一秒鐘的計(jì)數(shù)頻率。

（3）RTC預(yù)分頻裝載寄存器（RTC_PRLH/RTC_PRLL）②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC具體工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備該寄存器也由2個(gè)寄存器

RTC_DIVH

和

RTC_DIVL組成，這兩個(gè)寄存器的作用就是用來(lái)獲得比秒鐘更為準(zhǔn)確的時(shí)鐘，比如可以得到0.1秒，或者0.01秒等。該寄存器的值自減的，用于保存還需要多少時(shí)鐘周期獲得一個(gè)秒信號(hào)。在一次秒鐘更新后，由硬件重新裝載。這兩個(gè)寄存器和RTC預(yù)分頻裝載寄存器的各位是一樣的。

（4）RTC預(yù)分頻器余數(shù)寄存器（RTC_DIVH/RTC_DIVL）②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC具體工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備該寄存器也由2個(gè)16位的寄存器

RTC_CNTH

和

RTC_CNTL組成，總共32位，用來(lái)記錄秒鐘值（一般情況下）。此兩個(gè)計(jì)數(shù)器也比較簡(jiǎn)單，我們也不多說(shuō)了。注意一點(diǎn)，在修改這個(gè)寄存器的時(shí)候要先進(jìn)入配置模式。（5）RTC計(jì)數(shù)器寄存器（RTC_CNTH/RTC_CNTL）②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC具體工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備該寄存器也是由2個(gè)16位的寄存器RTC_ALRH

和

RTC_ALRL組成

，總共也是32位。用來(lái)標(biāo)記鬧鐘產(chǎn)生的時(shí)間（以秒為單位），如果

RTC_CNT

的值與

RTC_ALR

的值相等，并使能了中斷的話，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)鬧鐘中斷。該寄存器的修改也要進(jìn)入配置模式才能進(jìn)行。（6）RTC鬧鐘寄存器（RTC_ALRH/RTC_ALRL）②RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹：RTC具體工作過(guò)程2知識(shí)儲(chǔ)備備份寄存器是42個(gè)16位的寄存器（大容量），可用來(lái)存儲(chǔ)84個(gè)字節(jié)的用戶應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。他們處在備份域里，當(dāng)VDD電源被切斷，他們?nèi)匀挥蒝BAT（備用電源）維持供電。（7）STM32的備份寄存器PCF8563引腳描述③

RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹PCF8563功能描述2知識(shí)儲(chǔ)備PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介①②④③PCF8563寄存器介紹⑤③PCF8563引腳描述2知識(shí)儲(chǔ)備PCF8563是低功耗的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片。它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出、一個(gè)中斷輸出和掉電檢測(cè)器。所有的地址和數(shù)據(jù)，通過(guò)I2C總線接口串行傳遞，最大總線速度為400Kbits/S，每次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)后內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。符號(hào)引腳號(hào)描述OSCI1振蕩器輸入OSCO2振蕩器輸出/INT3中斷輸出（開(kāi)漏：低電平有效）VSS4地SDA5串行數(shù)據(jù)I/OSCL6串行時(shí)鐘輸入CLKOUT7時(shí)鐘輸出（開(kāi)漏）VDD8正電源

PCF8563功能描述④PCF8563引腳描述RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介2知識(shí)儲(chǔ)備PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹②③①④PCF8563寄存器介紹⑤④PCF8563功能描述2知識(shí)儲(chǔ)備報(bào)警功能模式定時(shí)器模式CLKOUT輸出復(fù)位低電壓檢測(cè)器和時(shí)鐘監(jiān)視器2知識(shí)儲(chǔ)備④PCF8563功能描述通過(guò)清除一個(gè)或多個(gè)報(bào)警寄存器最高有效位（位AE報(bào)警使能位），相應(yīng)的報(bào)警條件將被激活。這種方式可以產(chǎn)生從每分鐘至每周一次的報(bào)警。設(shè)置報(bào)警標(biāo)志位AF（控制寄存器和狀態(tài)寄存器第2位和第3位）用于產(chǎn)生一個(gè)中斷，AF只能通過(guò)軟件清0。報(bào)警功能模式定時(shí)器模式CLKOUT輸出復(fù)位低電壓檢測(cè)器和時(shí)鐘監(jiān)視器2知識(shí)儲(chǔ)備④PCF8563功能描述報(bào)警功能模式定時(shí)器模式CLKOUT輸出復(fù)位低電壓檢測(cè)器和時(shí)鐘監(jiān)視器8位減數(shù)計(jì)時(shí)器（地址0FH）由定時(shí)控制寄存器（地址0EH）控制。定時(shí)控制寄存器可以選擇定時(shí)器的時(shí)鐘源頻率（4096、64、1或1/60Hz）和啟用/禁用計(jì)時(shí)器。從軟件加載的8位二進(jìn)制值倒計(jì)數(shù)，在每個(gè)倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，定時(shí)器設(shè)置的定時(shí)器標(biāo)志位TF，定時(shí)器標(biāo)志位TF只能由軟件清0，TF位可以產(chǎn)生一個(gè)中斷。當(dāng)讀取定時(shí)器，當(dāng)前的倒計(jì)時(shí)數(shù)值作為返回值。2知識(shí)儲(chǔ)備④PCF8563功能描述報(bào)警功能模式定時(shí)器模式CLKOUT輸出復(fù)位低電壓檢測(cè)器和時(shí)鐘監(jiān)視器管腳CLKOUT輸出可編程方波由CLKOUT頻率寄存器（地址0DH）控制?？奢敵?2.768KHz（默認(rèn)）、1024、32和1Hz的方波。CLKOUT開(kāi)漏輸出，如果禁用它則為高阻抗。2知識(shí)儲(chǔ)備④PCF8563功能描述報(bào)警功能模式定時(shí)器模式CLKOUT輸出復(fù)位低電壓檢測(cè)器和時(shí)鐘監(jiān)視器PCF8563包含一個(gè)片內(nèi)復(fù)位電路，當(dāng)振蕩器停止時(shí)，復(fù)位電路激活。在復(fù)位狀態(tài)下，I2C總線則初始化，寄存器VL、TD1、TD0、TESTC和AE被置為1，其它的寄存器和地址指針被清0。2知識(shí)儲(chǔ)備④PCF8563功能描述報(bào)警功能模式定時(shí)器模式CLKOUT輸出復(fù)位低電壓檢測(cè)器和時(shí)鐘監(jiān)視器PCF8563內(nèi)嵌掉電檢測(cè)器當(dāng)VDD<Vlow時(shí)，VL位（秒寄存器第7位）被置1，用于表明可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確的時(shí)鐘/日歷信息，VL位只能由軟件清0。當(dāng)VDD慢慢降低到Vlow時(shí)（比如以電池供電），寄存器中的VL位被置1時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生中斷。

PCF8563寄存器介紹⑤PCF8563引腳描述RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介2知識(shí)儲(chǔ)備PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)RTC工作過(guò)程及相關(guān)寄存器介紹②③①⑤PCF8563功能描述④2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹地址寄存器名稱Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit000H控制/狀態(tài)寄存器1TEST0STOP0TESTC00001H控制/狀態(tài)寄存器2000TI/TPAFTFAIETIE0DHCLKOUT頻率寄存器FE—————FD1FD00EH定時(shí)器控制寄存器TE—————TD1TD00FH定時(shí)器倒計(jì)數(shù)數(shù)值寄存器

地址寄存器名稱Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit002H秒VL00-59BCD碼格式數(shù)03H分鐘—00-59BCD碼格式數(shù)04H小時(shí)——00-59BCD碼格式數(shù)05H日——01-31BCD碼格式數(shù)06H星期—————0~607H月/世紀(jì)C——01-12BCD碼格式數(shù)08H年00-99BCD碼格式數(shù)09H分鐘報(bào)警AE00-59BCD碼格式數(shù)0AH小時(shí)報(bào)警AE—01-23BCD碼格式數(shù)0BH日?qǐng)?bào)警AE—01-31BCD碼格式數(shù)0CH星期報(bào)警AE————

2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹控制/狀態(tài)寄存器1（內(nèi)存地址00H）位符號(hào)描述7TEST1TEST1=0：常規(guī)模式。TEST1=1：EXT_CLK測(cè)試模式。5STOPSTOP=0：RTC時(shí)鐘源運(yùn)行。STOP=1：所有RTC分頻器觸發(fā)器異步清0，RTC時(shí)鐘停止（CLKOUT腳的3.2768KHz仍可用）3TESTCTESTC=0：上電復(fù)位功能禁用（常規(guī)模式時(shí)清0）TESTC=1：上電復(fù)位功能有效。012460默認(rèn)值為02知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹位符號(hào)描述5670默認(rèn)值為04TI/TPTI/TP=0：當(dāng)TF有效值INT有效（取決于TIE的狀態(tài)）。TI/TP=1：INT脈沖有效（取決于TIE的狀態(tài)）。注意：若AF和AIE有效時(shí)，則INT一直有效。3AF當(dāng)報(bào)警發(fā)生，AF置1。在計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)結(jié)束，TF置1。如果定時(shí)器和報(bào)警器同時(shí)產(chǎn)生中斷，通過(guò)讀這些位判斷是哪個(gè)中斷源。2TF1AIEAIE=0：報(bào)警器中斷無(wú)效；AIE=1：報(bào)警器中斷有效。0TIETIE=0：定時(shí)器中斷無(wú)效；TIE=1：定時(shí)器中斷有效。2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹位符號(hào)描述7VLVL=0：保證準(zhǔn)確的時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù)。VL=1：不保證準(zhǔn)確的時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù)。6~0<秒>代表BCD格式的當(dāng)前秒數(shù)值，值為00~99。例如：1011001代表59秒。2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹位符號(hào)描述7-無(wú)效。6~0<分>代表BCD格式的當(dāng)前分鐘數(shù)值，值為00~59。分鐘寄存器位描述（地址03H）位符號(hào)描述7~6-無(wú)效。5~0<時(shí)>代表BCD格式的當(dāng)前小時(shí)數(shù)值，值為00~23。小時(shí)寄存器位描述（地址04H）2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹日寄存器位描述（地址05H）星期寄存器位描述（地址06H）位符號(hào)描述7~6-無(wú)效。5~0<日>代表BCD格式的當(dāng)前日數(shù)值，值為00~31。當(dāng)年計(jì)數(shù)器的值是閏年時(shí)，PCF8563自動(dòng)給二月增加一個(gè)值，使其成為29天。位符號(hào)描述7~3-無(wú)效。2~0<星期>代表當(dāng)前星期數(shù)值0~6。見(jiàn)星期分配表，這些位也可由用戶重新分配。2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹日Bit2Bit1Bit0星期日000星期一001星期二010星期三100星期四101星期五110星期六111星期分配表2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹位符號(hào)描述7C世紀(jì)位：C=0指定世紀(jì)數(shù)為20XX，C=1指定世紀(jì)數(shù)為19XX，“XX”為年寄存器中的值，見(jiàn)年寄存器位描述。當(dāng)年寄存器中的值由99變?yōu)?0時(shí)，世紀(jì)位會(huì)改變。6~5-無(wú)效。4~0<月>代表BCD格式的當(dāng)前月份，值為01~12，見(jiàn)月分配表。月/世紀(jì)寄存器（地址07H）位描述表2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹日Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0一月00001二月00010三月00011四月00100五月00101六月00110七月00111八月01000九月01001十月10000十一月10001十二月10010月分配表2知識(shí)儲(chǔ)備⑤PCF8563寄存器介紹位符號(hào)描述7~0<年>代表BCD格式的當(dāng)前年數(shù)值，值為00~99。年寄存器位描述（地址08H）沖關(guān)啦闖關(guān)題目STM32F103的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘特性：（）A.32位可編程計(jì)數(shù)器B.3個(gè)專門的可屏蔽中斷C.三種RTC時(shí)鐘源D.2個(gè)獨(dú)立復(fù)位類型A、B、C、D4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)請(qǐng)參照任務(wù)工單完成相關(guān)內(nèi)容3熟悉工單PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)步驟1：新建STM32CubeMX工程，完成調(diào)試端口的配置、MCU時(shí)鐘樹(shù)的配置、串口配置等，保存STM32CubeMX工程、生成初始C代碼工程并使用Keil打開(kāi)步驟2：在工程中添加代碼包，在Keil中完善代碼，完成時(shí)間的獲取和顯示。步驟3：編譯程序，生成HEX文件并燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板中步驟4：搭建硬件環(huán)境、測(cè)試效果使用串口調(diào)試助手驗(yàn)證結(jié)果3熟悉工單PART2沖關(guān)學(xué)習(xí)沖關(guān)啦闖關(guān)題目STM32的USART根據(jù)（

）寄存器M位的狀態(tài)，來(lái)選擇發(fā)送8位或者9位的數(shù)據(jù)字