基于KL25Z FRDM开发板的RTC模块的应用

电路

通常，RTC模块用来提供可靠的系统时间，包括时分秒和年月日等，其外围电路通常由一个高精度的32.768KHz晶体和一些电阻电容组成。飞思卡尔Kinetis家族MCU也同样包含RTC模块，但是同一家族不同的系列MCU的RTC模块内外部电路也不相同，其根本目的都在于产生一个32KHz的RTC时钟，如K60系列MCU，其RTC模块时钟的输入只能外部输入，但可以外接有源时钟信号或者无源晶振，而KL25系列MCU的RTC模块时钟输入选择如图1所示，可以来自外部有源时钟、外部系统晶振（振荡频率在32-40KHz之间）和内部PMC的LPO输出。飞思卡尔FRDM-KL25Z评估板以价格低、易学习的优点，在网友手中有比较大的保有量，所以在本应用中选用FRDM-KL25Z开发板作为验证RTC模块时钟功能的平台，方便大家学习。

图1

但是，使用FRDM-KL25Z开发板进行RTC模块功能验证的不足在于：
1. 系统外部EXTAL0和XTAL0之间连接晶振为8M，不能作为RTC时钟的输入；
2. 外部时钟输入RTC_CLKIN引脚没有板载有源时钟；

那么除了采用PMC的LPO输出外，还能怎么获得32KHz的时钟呢？于是想到了MCG的内部32KHz的IRC时钟，那么下一步的就是考虑如何把这个时钟连接到RTC_CLKIN引脚呢，这也正是本实验的巧妙之处：它充分利用板载的资源，以尽可能少的外围连接验证RTC模块的计时功能。如图2所示，在飞思卡尔KL25Z的FRDM开发板上，RTC_CLKIN信号引脚被引出，在硬件上对应的引脚为PTC3/CLKOUT，MCGIRCLK信号引脚也被引出，在硬件上对应的引脚为PTC1/RTC_CLKIN，所以只需把这两个引脚通过导线连接起来，即可将内部32KHz的慢速IRC时钟输出到RTC模块的RTC_CLKIN引脚。

图2

这里介绍两种RTC模块配置的方法，分别是使用PE和不使用PE配置RTC模块，下面分别讨论，最后附上应用程序代码（硬件平台为FRDM-KL25Z评估板）。

1. 使用Processor Expert 软件完成RTC模块配置
在建立一个带PE的空工程后，我们首先需要在Component Inspector设置CPU组件，设置如图3所示，步骤如下：
1）在Clock settings >RTC clock input项中，使能RTC时钟输入，设置Clock Frequency 为32Khz，并选择PTC1作为RTC_CLKIN输入引脚；

2）在Clock Source Settings > Clock Source Setting 0 > Internal reference clock > MCGIRCLK source中，使能MCG内部时钟MCGIRCLK，选择系统内部IRC时钟源位Slow，即内部32Khz时钟；

3）在 Clock Source Settings > Clock Source Setting 0 > External reference clock > ERCLK32K Clock Source中，设置RTC模块时钟输入源，选择RTC Clock Input；

4）在Internal peripherals > System Integration Module > CLKOUT pin control中，设置32Khz时钟输出到PTC3引脚作为CLKOUT；

图3

在完成以上设置后，从PTC3引脚得到了一个输出的32K时钟，PTC1引脚作为RTC模块的时钟输入， MCG模块配置为PEE模式： PLL clock 96 MHz、Core Clock 48 MHz 、Bus clock 24 MHz。下面就要对RTC模块进行配置了，设置如图4所示，步骤比较简单，只需配置Clock source为ERCLK32K即可。

图4

完成以上步骤，点击Generate Processor Expert Code生成代码，然后再写入时间处理的应用代码即可，具体应用代码可以参见附件程序1。需要指出的是，在采用FRDM-KL25Z的OpenSDA调试过程中，串口接收终端波特率设置应为115200，调试结果如图5所示，每隔一秒更新一次输出结果。

图5

2. RTC模块bare-metal程序配置
对于一个非PE的应用，需要去自己直接操作寄存器完成相关的功能配置。同样，也需要完成两个方面的配置：对CPU 的配置（主要是时钟的配置）和RTC模块的配置。对CPU 的配置步骤如下：

1）使能内部参考时钟，选择内部32Khz慢速时钟作为OUTCLK输出时钟源；
MCG_C1 |= MCG_C1_IRCLKEN_MASK;
MCG_C2 &= ~（MCG_C2_IRCS_MASK）;

2）设置PTC1引脚的功能为RTC_CLKIN ，并选择32 KHz 时钟输入作为 RTC 模块时钟的输入源；
PORTC_PCR1 |= （PORT_PCR_MUX（0x1））;
SIM_SOPT1 |= SIM_SOPT1_OSC32KSEL（0b10）;

3.）设置PTC3引脚的功能为CLKOUT，并选择MCG内部 32 KHz 慢时钟输出到CLKOUT引脚
SIM_SOPT2 |= SIM_SOPT2_CLKOUTSEL（0b100）;
PORTC_PCR3 |= （PORT_PCR_MUX（0x5））;

同样，在完成CPU的配置后，还需要配置RTC模块，其中重要的是其秒中断的设置。
1）使能软件可触发中断；
SIM_SCGC6 |= SIM_SCGC6_RTC_MASK;

2）清除所有的RTC寄存器；
RTC_CR = RTC_CR_SWR_MASK;
RTC_CR &= ~RTC_CR_SWR_MASK;
if （RTC_SR & RTC_SR_TIF_MASK）
{
RTC_TSR = 0x00000000;
}

3）设置时间补偿参数，这个参数会根据应用的不同而不同；
RTC_TCR = RTC_TCR_CIR（1） | RTC_TCR_TCR（0xFF）;

4）使能模块的秒中断；
enable_irq（INT_RTC_Seconds - 16）;
RTC_IER |= RTC_IER_TSIE_MASK;

5）启动时间计数器，并写秒寄存器；
RTC_SR |= RTC_SR_TCE_MASK;
RTC_TSR = 0xFF;

完成以上工作后，还需要添加中断服务程序，编写应用程序，详细代码请参见附件2。同样，在调试过程中，串口接收终端波特率设置也应为115200，调试结果如图5所示，每隔一秒更新一次输出结果，只显示分和秒的值。

FRDM-KL25Z-RTC-TEST.ZIP (207.83 KB, 下载次数: 0 )

FRDM-KL25Z-PEx-RTC.ZIP (142.38 KB, 下载次数: 0 )

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