ERTC接口簡介

ERTC計數邏輯位于電池供電域，只要電池供電域有電，ERTC便會一直運行，不受系統復位以及VDD掉電影響，ERTC主要具有以下功能：

― 日歷功能：年、月、日、時、分、秒

― 鬧鐘功能：鬧鐘A、鬧鐘B

― 周期性喚醒功能

― 入侵檢測功能

― 校準功能：精密校準、粗略校準

圖1. ERTC框圖

ERTC功能

各型號ERTC功能差異

各型號ERTC基本功能相同，只是各個型號之間，可能去掉了一些更高級的功能，所有保留的功能程序兼容。

表1. 各型號ERTC差異

√：表示支持該功能，且功能相同。

×：表示不支持該功能。

寄存器訪問

寄存器寫保護

上電復位后ERTC寄存器處于寫保護狀態，需要先解除寫保護，才能寫配置ERTC寄存器。

需要注意的是ERTC_STS[14：8]、ERTC_TAMP和ERTC_BPRx寄存器不受寫保護。

解鎖步驟：

1) 使能PWC接口時鐘

2) 解鎖電池供電域寫保護

3) 依次向ERTC_WP寄存器寫入0xCA，0x53，解鎖寫保護

若向ERTC_WP寄存器寫入錯誤的值，將重新激活寫保護

4) 配置ERTC寄存器

下表列舉了ERTC寄存器受寫保護狀態，以及寫入的條件：

表2. ERTC寄存器

寄存器復位

ERTC寄存器處于電池供電域，可以CRM_BPDC的BPDRST進行電池供電域復位，也可以由提供的庫函數對每個寄存器寫默認值進行復位。

ERTC復位相關函數：

電池供電域復位

將ERTC所有寄存器恢復成默認值

時鐘設置

時鐘源選擇

ERTC時鐘源經過選擇后輸入到分頻器A和分頻器B，最終得到1Hz的時鐘用來更新日歷。

圖2. ERTC時鐘結構

ERTC的時鐘源共有3種可以選擇：

― LEXT：外部低速晶振，通常為32.768kHz

― LICK：內部低速晶振，通常典型值為40kHz范圍(30~60kHz)，詳情請見各型號的datasheet

― HEXT_DIV：外部高速晶振分頻后得到的時鐘，不同的型號下，分頻值不一樣，請見表3

表3. 各型號HEXT的預分頻值

表4. 各時鐘源優缺點對比

ERTC時鐘源設置相關函數：

選擇對應時鐘使能

選擇ERTC時鐘

使能ERTC時鐘

預分頻器設置

通過預分頻器A和預分頻器B將獲得1Hz時鐘，計算公式如下：

推薦在應用中將預分頻器A設置成最大值(127)這樣可以最大程度降低功耗。

表5. 分頻設置舉例

設置ERTC預分頻器

ERTC時鐘初始化舉例：

日歷

ERTC日歷格式如下圖所示，包含有年、月、日、星期、時、分、秒、亞秒。

圖3. 日歷格式

時間格式設置

時間格式可以選擇24小時或者12小時格式，如果為24小時格式時，AM/PM字段無意義，在初始化日歷之前，應該首先選擇時間格式。

時間格式設置函數：

例如設置日歷格式為24小時模式

日歷初始化

通過配置ERTC_DATE和ERTC_TIME寄存器可以設置日歷時間：

日歷值設置函數：

例如設置時間為2020-05-01 1200星期六

日歷讀取

通過讀取ERTC_DATE、ERTC_TIME和ERTC_SBS寄存器可以讀取日歷時間，日歷讀取有兩種模式分別為同步讀取(DREN=0)和異步讀取(DREN=1)。

― 同步讀取：ERTC每兩個ERTC_CLK周期，將日歷值同步到影子寄存器ERTC_DATE、ERTC_TIME和ERTC_SBS，同步完成后UPDF將置1。讀取低階寄存器時會將高階寄存器值鎖定，直到讀取ERTC_DATE寄存器，這保證讀取的ERTC_SBS、ERTC_TIME、ERTC_DATE寄存器值來自同一時刻。

例如讀取ERTC_SBS，會將ERTC_TIME、ERTC_DATE寄存器值鎖定。

― 異步讀取：ERTC直接讀取電池供電域的ERTC時鐘和日歷值，這樣避免了由于同步時間帶來的誤差。異步讀取時，UPDF標志將由硬件清0。為保證異步讀取時鐘和日歷值來自同一時刻，軟件必須連續兩次讀取時鐘和日歷值，并比較兩次結果是否一致，如果不一致應該再讀，直到兩次結果一致。

在大多數應用下，都推薦使用同步讀取模式，因為這樣可以簡化程序。

等待同步函數(等待UPDF置1)

讀取模式設置函數

例如設置讀取模式為同步讀取

日歷讀取函數：

結構體ertc_time_type里面參數含義如下：

― year：年

― month：月

― day：日

― hour：時

― min：分

― sec：秒

― week：星期幾

― ampm：上午/下午(只有在12小時制時，數據有效)

亞秒讀取

亞秒值為預分頻器DIV_B的計數值，預分頻器DIV_B是一個遞減計數器，例如當DIV_B=255時，1個亞秒值代表的時間為1/(255+1)秒。

亞秒讀取函數：

鬧鐘

ERTC包含兩個完全相同的鬧鐘A、鬧鐘B，鬧鐘值由ERTC_ALASBS/ERTC_ALA(ERTC_ALBSBS/ERTC_ALB)設定，開啟鬧鐘后，當設定的鬧鐘值匹配日歷值時ALAF/ALBF置1，發生鬧鐘事件。通過MASKx位，可選擇性的屏蔽日歷字段，被屏蔽的字段不參與鬧鐘匹配。

圖4. 日鬧鐘匹配

因為鬧鐘A和鬧鐘B完全一樣，所以后面的舉例都用鬧鐘A舉例

鬧鐘格式選擇：

― ERTC_ALA的WKSEL=0時：日期、時、分、秒、亞秒

― ERTC_ALA的WKSEL=1時：星期、時、分、秒、亞秒

鬧鐘的各個字段日期/星期、時、分、秒、亞秒均可通過MASK位屏蔽，使鬧鐘的產生更加的靈活

― MASK4=1：鬧鐘和日/星期無關

― MASK3=1：鬧鐘和小時無關

― MASK2=1：鬧鐘和分鐘無關

― MASK1=1：鬧鐘和秒鐘無關

例如在WKSEL=0時，將鬧鐘設置為15號1210

表6. 屏蔽設置舉例

通過設置ERTC_ALASBS的SBSMSK可以對亞秒進行屏蔽：

― SBSMSK=0：不匹配亞秒，鬧鐘與亞秒無關;

― SBSMSK=1：只匹配SBS[0];

― SBSMSK=2：只匹配SBS[1：0];

― SBSMSK=3：只匹配SBS[2：0];

― ...

― SBSMSK=14：只匹配SBS[13：0];

― SBSMSK=15：匹配SBS[14：0]。

―例如在DIV_A=127，DIV_B=255(亞秒)時，只考慮亞秒的觸發鬧鐘

表7. 亞秒屏蔽設置舉例

鬧鐘相關函數

日期/星期、時、分、秒屏蔽

選擇日期或者星期格式

設置鬧鐘值：日期/星期、時、分、秒、AM/PM

設置鬧鐘亞秒值以及屏蔽

鬧鐘中斷使能

獲取當前配置的鬧鐘值

獲取當前配置的鬧鐘亞秒值

周期性自動喚醒

周期性喚醒功能用于周期性自動喚醒低功耗模式，喚醒周期由VAL[15：0]設定。當喚醒計數器值由VAL值遞減至0時，WATF標志置1，產生喚醒事件，同時喚醒計數器值重載VAL值。

可以根據需要選擇不同的時鐘源，通過寄存器WATCLK[2：0]配置

― 000：ERTC_CLK/16;

― 001：ERTC_CLK/8;

― 010：ERTC_CLK/4;

― 011：ERTC_CLK/2;

― 10x：1Hz;

― 11x：1Hz，喚醒計數值增加216，喚醒時間=WAT+216+1。

圖5. 喚醒定時器時鐘選擇

當WATCLK[2：0]=11x時，如果日歷時鐘為1Hz，可獲得最長的喚醒時間=65535+216+1=131072秒。

如果日歷時鐘調整為<1Hz(增大預分頻器DIV_B的值)，還可以獲得更長的喚醒時間。

周期自動喚醒相關函數

喚醒計數器時鐘源選擇

設置喚醒計數器值

獲取喚醒計數器值

喚醒定時器使能

入侵檢測

ERTC提供了兩組入侵檢測TAMP1和TAMP2，當在發生入侵事件時，將自動清除ERTC電池供電數據寄存器(ERTC_BPRx)的值，也支持發生入侵事件時產生事件戳。

圖6. 入侵檢測

入侵檢測1引腳可以選擇

― ERTC_MUX1：引腳1，通常為PC13

― ERTC_MUX2：引腳2，通常為PA0

入侵檢測2引腳為固定ERTC_MUX2(通常為PA0)

入侵檢測模式分為邊沿檢測和電平檢測

― 邊沿檢測：當檢測到了有效的邊沿觸發入侵檢測，分為上升沿觸發、下降沿觸發

― 電平檢測：當有效電平長度達到了設定的時間，觸發發入侵檢測，分為高電平觸發、低電平觸發。

其中邊沿檢測比較簡單，只需要配置有效邊沿并使能就行了，電平檢測需要配置的參數會比較多，需要配置以下參數：

采樣頻率

通過配置TPFREQ寄存器，可以配置的入侵檢測頻率為

― ERTC_CLK/32768;

― ERTC_CLK/16384;

― ERTC_CLK/8192;

― ERTC_CLK/4096;

― ERTC_CLK/2048;

― ERTC_CLK/1024;

― ERTC_CLK/512;

― ERTC_CLK/256。

例如當ERTC_CLK=32768Hz時，配置檢測頻率為ERTC_CLK/256時，此時入侵檢測頻率為32768/256=128Hz

入侵上拉

通過TPPU配置可以打開或者關閉入侵上拉功能，當使能了入侵上拉電阻時，可以通過TPPR設置在入侵檢測前的上拉預充電時間，時間可配置為如下：

― 1個ERTC_CLK;

― 2個ERTC_CLK;

― 4個ERTC_CLK;

― 8個ERTC_CLK。

圖7. 預充電時間為4個ERTC CLK示意圖

入侵濾波

通過TPFLT設置入侵檢測的濾波時間，可以配置下面4種模式

― 無濾波，當1次采樣有效，判定入侵事件發生;

― 連續2次采樣有效，判定入侵事件發生;

― 連續4次采樣有效，判定入侵事件發生;

― 連續8次采樣有效，判定入侵事件發生。

入侵檢測相關函數

入侵檢測1引腳選擇

入侵檢測上拉使能配置

上拉預充電時間設置

濾波時間設置

入侵檢測頻率設置

入侵檢測有效邊沿設置

發生入侵事件時，保存時間戳

入侵檢測使能

時間戳

時間戳功能用于在發生時間戳事件時(入侵引腳檢測到有效邊沿)，將當前的日歷值保存到時間戳寄存器中。

圖8. 時間戳檢測

時間戳使用

― 單獨使用：可以選擇引腳進行檢測

ERTC_MUX1：引腳1，通常為PC13

ERTC_MUX2：引腳2，通常為PA0

― 在發生入侵事件時保存時間戳，在這種模式下，需要先將入侵檢測功能正確配置好

時間戳在單獨使用時可以配置為上升沿檢測或者下降沿檢測，在入侵檢測觸發時，取決于入侵檢測的配置

時間戳溢出

當發生時間戳時，TSF位置1，此時若再次發生時間戳事件，TSOF標志位將置1，但時間戳寄存器并不會更新，仍保留第一次觸發的值。

時間戳相關函數

時間戳引腳選擇

檢測邊沿設置

時間戳使能

獲得時間戳時間

獲得時間戳亞秒

參考時鐘檢測

為保證日歷長時間運行的精確性，ERTC提供了時鐘同步功能(低功耗模式不可用)，用精度更高的參考時鐘(一般用50Hz或者60Hz的市電)校準更新日歷的1Hz時鐘。

圖9. 參考時鐘檢測

參考時鐘檢測功能開啟后，在每次更新日歷值的前7個ck_a周期檢測參考時鐘邊沿，若檢測到邊沿，將使用此邊沿更新日歷值(更新秒鐘)，后續采用3個ck_a周期檢測參考時鐘邊沿。每一次檢測到參考時鐘邊沿時，都會將分頻器A的值進行重載，這會使得內部1Hz的日歷時鐘與參考時鐘邊沿剛好對齊，當內部1Hz時鐘出現微小偏移時，利用更精確的參考時鐘，將1Hz時鐘微調至與參考時鐘邊沿對齊。當沒有檢測到參考時鐘邊沿時，ERTC會利用原來的時鐘源更新日歷。

需要注意的是，使能參考時鐘功能后，需要將DIVA、DIVB設置為復位值(0x7F、0xFF)，并且時鐘同步功能不能與粗校準功能同時開啟。

參考時鐘檢測使能函數

校準

ERTC提供了兩種校準方法：粗略校準和精密校準。但兩種校準方法不能同時使用。

粗略校準

粗略數字校準通過增加或減少ck_a周期值來實現提前或推遲更新日歷值的功能。

圖10. 粗略校準

正校準時(CALDIR=0)：在64分鐘的前2xCALVAL分鐘時間內，每分鐘(約15360個ck_a周期)插入2個ck_a周期，相當于提前更新日歷。

負校準時(CALDIR=1)：在64分鐘前的2xCALVAL分鐘時間內，每分鐘(約15360個ck_a周期)忽略1個ck_a周期，相當于推遲更新日歷。

注：粗略數字校準至少要將DIVA值設置為6。

精密校準

區別于粗略數字校準，精密校準的校準效果更好且校準更加均勻。開啟精密校準校準功能后，將均勻增加或減少ERTC_CLK來達到校準的目的。

圖11. 精密校準

當ERTC_CLK為32.768kHz時，精密校準周期約為220個ERTC_CLK(32秒)。DEC[8：0]值指定了220個ERTC_CLK中忽略的脈沖數，最多可忽略511個脈沖;將ADD置1，可在220個ERTC_CLK中插入512個脈沖。兩者搭配使用，可在220個ERTC_CLK周期進行-511~+512的調整。

有效校準頻率FSCAL：

當分頻器A值小于3時，會按照ADD等于0校準。此時應降低分頻器B值來實現每秒增加8個ERTC_CLK，也就是32秒增加256個ERTC_CLK搭配DEC[8：0]位，可在220個ERTC_CLK周期進行-255~+256的調整。此時有效校準頻率FSCAL：

精密數字校準的校準周期還可選擇8秒或16秒(由CAL8和CAL16配置)，8秒校準周期的優先級更高，同時使能8秒和16秒校準周期，將優先選擇8秒校準周期。

校準相關函數

精密校準配置并使能

粗略校準配置

粗略校準使能

事件輸出功能

ERTC提供了一組復用功能輸出，可以輸出以下事件：

― 校準輸出：512Hz、1Hz

― 事件輸出：鬧鐘A、鬧鐘B、喚醒事件

圖12. 事件輸出

通常ERTC MUX1引腳為PC13

當輸出模式為事件輸出時(鬧鐘A、鬧鐘B、喚醒事件)，可以通過OUTTYPE選擇輸出類型為開漏或是推挽，通過OUTP配置輸出極性。

事件輸出相關函數

事件輸出設置(鬧鐘A、鬧鐘B、喚醒事件)

校準輸出選擇(512Hz、1Hz)

校準輸出使能

電池供電數據寄存器

ERTC一共提供了20個32位電池供電數據寄存器，可以在只由電池供電下保存數據，不會被系統復位所復位，只能通過電池供電域復位或入侵事件進行復位

相關函數

寫電池供電數據寄存器

讀電池供電數據寄存器

中斷

當發生鬧鐘A、鬧鐘B、周期性喚醒事件時，ERTC可產生中斷。要使能ERTC中斷可按以下操作配置：

― 將ERTC對應中斷的EXINT線配置為中斷模式并使能，有效沿選擇上升沿。

― 使能ERTC中斷對應的NVIC通道。

― 使能對應的ERTC中斷控制位。

下表說明了ERTC時鐘源、事件以及中斷對喚醒低功耗模式的影響：

表8. ERTC喚醒低功耗模式

表9. 中斷控制

表10. 各型號中斷對應EXINT線

表11. 各型號中斷對應中斷向量號

表12. 中斷向量對應中斷函數

中斷、事件相關函數

事件中斷使能

獲取相應中斷是否使能

標志獲取

標志清除

中斷配置示例：以AT32F435的鬧鐘A為例

案例 讀寫電池供電數據寄存器

功能簡介

對電池供電數據寄存器(ERTC_BPRx)進行讀寫訪問。

資源準備

1) 硬件環境：

對應產品型號的AT-START BOARD

2) 軟件環境

projectat_start_f4xxexamplesertcpr_domain

注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環境上使用，請參考

AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.xprojectat_start_xxx emplates中各種編譯環境(例如IAR6/7,keil 4/5)進行簡單修改即可。

軟件設計

1) 配置流程

開啟PWC時鐘

使能電池供電域寫保護

檢查電池供電域數據是否正確，如果正確就跳過初始化，如果不正確就初始化ERTC并向電池供電域寫上數據

2) 代碼介紹

main函數代碼描述

實驗效果

信息通過串口打印出來，在電腦上通過串口助手觀看打印信息。

如果寄存器里數據正確打印bpr reg=>none reset。

如果寄存器里數據正確打印bpr reg=>reset。

主函數里每秒打印一次日歷信息。

案例 使用日歷以及鬧鐘功能

功能簡介

演示日歷功能、鬧鐘功能的使用。

資源準備

1) 硬件環境：對應產品型號的 AT-START BOARD2) 軟件環境projectat_start_f4xxexamplesertccalendar注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.xprojectat_start_xxx emplates中各種編譯環境(例如IAR6/7,keil 4/5)進行簡單修改即可。

軟件設計

1) 配置流程

開啟PWC時鐘

使能電池供電域寫保護

檢查日歷是否已經初始化，如果正確就跳過初始化，如果不正確就初始化日歷以及鬧鐘

主函數里每秒打印一次日歷信息

在21-05-01 1210時刻發生鬧鐘。

2) 代碼介紹

main函數代碼描述

ERTC初始化ertc_config函數代碼描述

鬧鐘中斷函數代碼描述

實驗效果

信息通過串口打印出來，在電腦上通過串口助手觀看打印信息。

主函數里每秒打印一次日歷信息。

在21-05-01 1210時刻發生鬧鐘。

案例 使用LICK時鐘并校準

功能簡介

使用LICK時鐘作為ERTC時鐘，并通過定時器測量出LICK時鐘頻率，通過得到的頻率值，調整ERTC分頻，達到在一定范圍內校準時間的效果

資源準備

1) 硬件環境：對應產品型號的AT-START BOARD2) 軟件環境projectat_start_f4xxexamplesertclick_calibration注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.xprojectat_start_xxx emplates中各種編譯環境(例如IAR6/7,keil 4/5)進行簡單修改即可。

軟件設計

1) 配置流程

ERTC初始化

配置測量LICK頻率定時器

根據測量到的頻率重新配置ERTC分頻

2) 代碼介紹

main函數代碼描述

實驗效果

信息通過串口打印出來，在電腦上通過串口助手觀看打印信息。

通串口打印出當前測量出的LICK的頻率以及DIV_A、DIV_B的值。

每秒鐘打印一次日歷。

案例 入侵檢測

功能簡介

演示入侵檢測功能使用，PC13腳當檢測到一個上升沿后將觸發入侵檢測，當入侵事件發生時，電池供電數據寄存器將會被清除。

資源準備

1) 硬件環境：對應產品型號的AT-START BOARD2) 軟件環境projectat_start_f4xxexamplesertc amper注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.xprojectat_start_xxx emplates中各種編譯環境(例如IAR6/7,keil 4/5)進行簡單修改即可。

軟件設計

1) 配置流程

ERTC初始化

初始化入侵檢測

初始化電池供電寄存器

2) 代碼介紹

main函數代碼描述

入侵檢測中斷處理函數代碼描述

實驗效果

信息通過串口打印出來，在電腦上通過串口助手觀看打印信息。

當發生入侵事件時(PC13出現上升沿)，在入侵中斷函數里打印電池供電寄存器被清除的信息。

案例 時間戳

功能簡介

演示時間戳功能使用，PC13腳當檢測到一個上升沿后將觸發時間戳，在時間戳中斷里打印發生事件的時刻。

資源準備

1) 硬件環境：對應產品型號的AT-START BOARD2) 軟件環境projectat_start_f4xxexamplesertc ime_stamp注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.xprojectat_start_xxx emplates中各種編譯環境(例如IAR6/7,keil 4/5)進行簡單修改即可。

軟件設計

1) 配置流程

ERTC初始化

初始化時間戳

2) 代碼介紹

main函數代碼描述

時間戳中斷處理函數代碼描述

實驗效果

信息通過串口打印出來，在電腦上通過串口助手觀看打印信息。

當發生時間戳事件時(PC13出現上升沿)，在中斷里打印當前保存的時間戳。

案例 周期喚醒定時器

功能簡介

演示周期喚醒定時器功能使用。

資源準備

1) 硬件環境：對應產品型號的AT-START BOARD2) 軟件環境projectat_start_f4xxexamplesertcwakeup_timer注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.xprojectat_start_xxx emplates中各種編譯環境(例如IAR6/7,keil 4/5)進行 簡單修改即可。

軟件設計

1) 配置流程

ERTC初始化

初始化周期喚醒定時器

2) 代碼介紹

main函數代碼描述

周期喚醒中斷處理函數代碼描述

實驗效果

信息通過串口打印出來，在電腦上通過串口助手觀看打印信息。

每個5秒發生一次周期性喚醒事件，在中斷里打印出信息。

每秒鐘打印一次日歷。

審核編輯：湯梓紅