接口实验课程结课报告学号、专业：控制工程 1508202024姓名：**报告题目：基于STM32的实时时钟设计指导教师：潘明所属学院：电子工程与自动化学院成绩评定教师签名桂林电子科技大学研究生院2016年6月4日摘要本设计以STM32F103芯片为控制核心，利用其内部的RTC设计了一个实时时钟。

本系统主要由以下几个部分组成：微处理器，实时时钟模块，显示模块，调节模块。

其中MCU 采用STM32F103芯片，实时时钟采用RTC实时时钟，显示模块为4.3寸的TFTLCD显示屏，采用独立按键调节。

另外整个系统是在系统软件控制下工作的，能实现年、月、日、时、分、秒的实时显示及闹钟功能，并增加了温度显示。

关键字：STM32F103；实时时钟(RTC)；TFTLCD显示屏AbstractThis design with STM32F103 chip as the control core, using its internal RTC design a real-time clock. The system is mainly composed of the following parts: microprocessor, real-time clock module, display module, control module. MCU using STM32F103 chip, real-time clock using RTC , display module use the 4.3 inch TFTLCD display screen, using independent buttons to adjust . In addition, the whole system is under the control of the system software,and accomplish the year, month, day, hour, minute, second real-time display and alarm clock function,and added to temperature display.Key words: STM32F103;real time clock(RTC); TFTLCD display screen目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1实时时钟研究的背景和意义 (1)第二章系统总体方案设计 (3)2.1 系统结构 (3)2.2 系统的基本原理 (3)2.3 系统各单元模块的功能介绍 (3)第三章硬件单元简介 (4)3.1 STM32F103简介 (4)3.3 TFTLCD简介 (10)3.4 FSMC简介 (11)3.5 DS18B20简介 (12)第四章软件设计流程图 (13)4.1 主程序流程图 (13)4.2 RTC初始化流程图 (14)4.3 TFTLCD的使用流程 (14)4.4 DS18B20温度读取流程图 (15)第五章硬件单元电路设计 (16)5.1 电源模块 (16)5.2 复位电路模块 (16)5.3 外部时钟模块 (17)5.4 外部晶振模块 (17)5.5 JTAG下载模块 (17)5.6 主控制器模块 (18)5.7 BootLoader配置模块 (18)第六章运行与调试 (19)参考文献 (20)第一章绪论1.1实时时钟研究的背景和意义近年来，随着电子产品的发展，随着社会竞争的激烈，人们对数字时钟的要求越来越高。

时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。

但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。

因此从人们的日常生活到工厂的自动控制，从民用时钟到科学发展所需的时钟，现代人对时间的精度和观察时间的方便有了越来越多的需求。

人们要求随时随地都能快速准确的知道时间，并且要求时钟能够更直观、更可靠、价格更便宜。

这种要求催生了新型时钟的产生。

除此之外，由于对社会责任的更多承担，人们要求所设计的产品能够产生尽量少的垃圾、能够消耗尽量少的能量。

因此人们对时钟的又有了体积小、功耗低的要求。

传统的机械表由于做工的高精细要求，造价的昂贵，材料的限制，时间指示精度的限制，使用寿命方面，以及其它方面的限制，已不能满足人们的需求。

另外，近些年随着科技的发展和社会的进步，人们对时钟的要求也越来越高，而使得新型电子钟表成了大势所趋。

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下微机开始向社会各个领域渗透同时大规模集成电路获得了高速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

另外单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。

这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

这正符合了现代时钟的设计要求。

另一方面，电子技术的告诉发展，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，这些使时间显得更加宝贵，从时间就是生命，时间就是效率这些名言警句中就能看出。

数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒、数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度,远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

第二章系统总体方案设计2.1 系统结构本系统的结构框图如图2.1所示。

2.2 系统的基本原理本系统利用STM32F103自带的RTC 完成秒计数，然后将当然的计数值送到微处理器，微处理器依据当前的计数值根据算法分别算出当前的年、月、日、时、分、秒、星期。

然后并将它们在TFTLCD 显示屏上显示出来，并且可以通过按键来调节当前需要调节的对象。

另外本系统还附带了一个温度传感器DS18B20，用来测量当前环境的温度并将其值送到TFTLCD 显示屏上显示出来。

2.3 系统各单元模块的功能介绍1）STM32F103芯片是控制核心，负责各模块的执行及处理各模块的数据。

2）RTC 实时时钟负责秒计数。

3）TFTLCD 显示屏负责显示万年历及温度。

4）温度传感器DS18B20负责环境温度的检测。

5）按键负责调节万年历及闹钟。

STM32F103 按键 TFT 显示屏 RTC 实时时钟 DS18B20 图2.1 系统结构框图第三章硬件单元简介3.1 STM32F103简介Cortex-M3 采用 ARM V7 构架，不仅支持 Thumb-2 指令集，而且拥有很多新特性。

较之ARM7 TDMI，Cortex-M3 拥有更强劲的性能、更高的代码密度、位带操作、可嵌套中断、低成本、低功耗等众多优势。

STM32 的优异性体现在如下几个方面：1．超低的价格。

以 8 位机的价格，得到 32 位机，是STM32 最大的优势。

2．超多的外设。

STM32 拥有包括： FSMC、 TIMER、 SPI、 IIC、 USB、 CAN、 IIS、 SDIO、ADC、 DAC、 RTC、 DMA 等众多外设及功能，具有极高的集成度。

3．丰富的型号。

STM32 仅 M3 内核就拥有 F100、 F101、 F102、 F103、 F105、 F107、F207、F217 等8个系列上百种型号，具有 QFN、 LQFP、 BGA 等封装可供选择。

同时 STM32还推出了STM32L 和STM32W 等超低功耗和无线应用型的 M3 芯片。

4．优异的实时性能。

84 个中断，16 级可编程优先级，并且所有的引脚都可以作为中断输入。

5．杰出的功耗控制。

STM32 各个外设都有自己的独立时钟开关，可以通过关闭相应外设的时钟来降低功耗。

6．极低的开发成本。

STM32 的开发不需要昂贵的仿真器，只需要一个串口即可下载代码，并且支持 SWD 和 JTAG 两种调试口。

SWD 调试可以为你的设计带来跟多的方便，只需要 2 个IO 口，即可实现仿真调试。

Stm32其主要配置如下：1)内核：ARM 32位的Cortex™-M3 CPU− 最高72MHz工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz(Dhrystone2.1) − 单周期乘法和硬件除法2)存储器− 从256K至512K字节的闪存程序存储器− 高达64K字节的SRAM− 带4个片选的静态存储器控制器。

支持CF卡、− SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器− 并行LCD接口，兼容8080/6800模式3)时钟、复位和电源管理− 2.0～3.6伏供电和I/O引脚− 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD)− 4～16MHz晶体振荡器− 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器− 内嵌带校准的40kHz的RC振荡器− 带校准功能的32kHz RTC振荡器4)低功耗− 睡眠、停机和待机模式− VBAT为RTC和后备寄存器供电5)3个12位模数转换器，1μs转换时间(多达21个输入通道)−转换范围：0至3.6V− 三倍采样和保持功能− 温度传感器−2 通道12 位D/A 转换器6)DMA：12 通道DMA 控制器−支持的外设：定时器、ADC、DAC、SDIO、I2S、SPI、I2C和USART7)调试模式− 串行单线调试(SWD)和JTAG接口− Cortex-M3内嵌跟踪模块(ETM)−多达112个快速I/O端口− 51/80/112个多功能双向的I/O口，所有I/O口可以映像到16个外部中断；几乎所有端口均可容忍5V8)多达11个定时器−多达4个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PW或脉冲计数的通道和增量编码器输入− 2个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM高级控制定时器− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)− 系统时间定时器：24位自减型计数器− 2个16位基本定时器用于驱动DAC9)多达13个通信接口− 多达2个I2C接口(支持SMBus/PMBus)−多达5个USART接口(支持ISO7816，LIN，IrDA接口和调制解调控制)− 多达3个SPI接口(18M位/秒)，2个可复用I2S接口− CAN接口(2.0B 主动)− USB 2.0全速接口− SDIO接口10)系统总线−ICode总线该总线将Cortex™-M3内核的指令总线与闪存指令接口相连接。