上海电力学院
嵌入式软件开发基础实验报告
题目
【ARM实时时钟实验
专业：
电子科学与技术
年级:
姓名:
学号:
一、 实验目的
1、了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。
2、掌握S3C44B0X处理器的RTC模块程序设计方法。
二、 实验设备
1、 硬件：Embest EduKit-HI 实验平台，Embest ARM标准/增强型仿真器套件， PC 机。
2、 软件： Embest IDE Pro ARM 集成开发环境， Windows 98/2000/NT/XP 。
三、 实验内容
学习和掌握 Embest EduKit-III 实验平台中 RTC 模块的使用，进行以下操作：
1、 编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置。
2、 使用EMBEST ARI教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。
四、 实验原理
实时时钟（ RTC）
实时时钟（RTC器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成
电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。 RTC具有计时
准确、耗电低和体积小等特点， 特别是在各种嵌入式系统中用于记录事件发生的 时间和相关信息， 如通信工程、 电力自动化、 工业控制等自动化程度高的领域的 无人值守环境。
随着集成电路技术的不断发展， RTC 器件的新品也不断推出， 这 些新品不仅具有准确的RTC还有大容量的存储器、温度传感器和 A/D数据采集 通道等，已成为集RTC数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以 微控制器为核心的嵌入式系统。
RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如 I2C、
SPI、MICROWIRECAN等串行总线接口。这些串口由2?3根线连接，分为同步 和异步。
S3C44B0X 实时时钟（RTC单元
S3C44B0X实时时钟（RTC单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后
备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。 RTC发送8位BCD码数据到
CPU传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。 RTC单元时钟
源由外部 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。
S3C44B0X实时时钟（RTC单元特性：
BCD数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份
1、闹钟（报警）功能：产生定时中断或激活系统
2、自动计算闰年
3、无 2000 年问题
4、独立的电源输入
5、支持毫秒级时间片中断，为RTOS提供时间基准
读 / 写寄存器
访问RTC模块的寄存器，首先要设RTCCON勺bitO 为1。CPU通过读取RTC模块 中寄存器 BCDSEQBCDMIN BCDHOUFBCDDAYBCDDATEBCDMO和 BCDYEAF的 值，得到当前的相应时间值。然而，由于多个寄存器依次读出，所以有可能产生 错误。比如：用户依次读取年 （ 1 989）、月（ 1 2）、日（3 1 ）、时（ 23）、分（ 59）、 秒（59）。当秒数为 1 到59 时，没有任何问题，但是，当秒数为 O 时，当前时 间和日期就变成了 1990年1月1日0时0分。这种情况下（秒数为0）,用户应 该重新读取年份到分钟的值（参考程序设计）。
后备电池：
RTC单元可以使用后备电池通过管脚 RTCVDDtt电。当系统关闭电源以后，CPU和 RTC的接口电路被阻断，后备电池只需要驱动晶振和BCD计数器，从而达到最小 的功耗。
闹钟功能RTC在指定的时间产生报警信号，包括CPU工作在正常模式和休眠 （power down）模式下。在正常工作模式，报警中断信号（ALMINT被激活。在 休眠模式，报警中断信号和唤醒信号（PMWKUP同时被激活。RTC报警寄存器
（RTCALM决定报警功能的使能/屏蔽和完成报警时间检测。
时间片中断
RTC 时间片中断用于中断请求。
寄存器 TICNT 有一个中断使能位和中断计数。
该 中断计数自动递减，当达到 0 时，则产生中断。中断周期按照下列公式计算： Period = （ n+1 ） / 128 second
其中，n为RTC时钟中断计数，可取值为（1-127）
置零计数功能
RTC 的置零计数功能可以实现 30、 40 和50 秒步长重新计数， 供某些专用系统使 用。当使用 50秒置零设置时， 如果当前时间是 11:59:49 ，则下一秒后时间将变为 12:00:00 。
注意：所有的 RTC 寄存器都是字节型的，必须使用字节访问指令（ STRB、 LDRB） 或字符型指针访问。
五、 实验设计
硬件电路设计
软件程序设计
（1）时钟设置 时钟设置程序必须实现时钟工作情况以及数据设置有效性检测功能。
具体实现可以参考示例 程序设计。
（2）时钟显示
时钟参数通过实验系统串口 0 输出到超级终端， 显示内容包括年月日时分秒。
参数以 BCD 码 形式传送，用户使用串口通信函数（参见串口通信实验）将参数取出显示。
/*******************************************************************************************
**
* name: rtc_read
* func: read data from rtc
* para: none
* ret: none
* modify:
* comment:
********************************************************************************************
*/
void rtc_read（void）
{
while（1）
{
准备实验环境
使用 Embest 仿真器连接目标板，使用 Embest EduKit-III 实验板附带的串口线，连接实验 板上的UARTO和PC机的串口。
串口接收设置
在 PC 机上运行 windows 自带的超级终端串口通信程序 （波特率 115200、1 位停止位、 无校 验位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序。
打开实验例程
1） 拷贝光盘 CD1\Software\EduKit44b0 文件夹到 目录下；
2） 使用Embest IDE通过Embest JTAG仿真器连接实验板，打开实验例程目录子目录下的 例
程，编译链接工程；
3） 点击IDE的Debug菜单，选择Remote Connect项或F8键，远程连接目标板；
4） 点击IDE的Debug菜单，选择Download下载调试代码到目标系统的 RAM中；
5） 点击Debug菜单的Go或F5键运行程序。
观察实验结果
. 在 PC 机上观察超级终端程序主窗口，可以看到如下界面： boot success...
RTC Test Example
RTC Check(Y/N)
. 用户可以选择是否对 RTC 进行检查，检查正确的话，继续执行程序，检查不正确时也会 提示是否重检查：
RTC Check(Y/N) y
Set Default Time at 2004-12-31 FRI 23:59:59
Set Alarm Time at 2005-01-01 00:00:01
... RTC Alarm Interrupt . ...
Current Time is 2005-01-01 SAT 00:00:01
RTC Working now. To set date(Y/N)
. 用户可以选择是否重新进行时钟设置，当输入不正确时也会提示是否重新设置：
RTC Working now. To set date(Y/N) y Current date is (2005,01,01, SAT).
input new date (yy-mm-dd w): 5-2-23 3
Current date is: 2005-02-23 WED
RTC Working now. To set time(Y/N) y Current time is (00:02:57).
To set time(hh:mm:ss): 19:32:5
. 最终超级终端输出信息如下：
Current Time is 2005-02-23 WED 19:32:05
19:32:07
七、 实验参考程序
1. 环境及函数声明
ARM7基础实验教程 int g_nYear;
- 196 - int
/* g_nMonth,g_nDay,g_nWeekday,g_nHour,g_nMin,g
_nSec;
*/ /*
/* global variables */
/* */
/* function declare */
*/ /*
********
******** for( i = nTmp; i >= 0; i--)
*/
int test_rtc_alarm(void);
void rtc_init(void);
void read_rtc(void);
void display_rtc(void);
void test_rtc_tick(void);
void rtc_int(void);
void rtc_tick(void);
2. 时钟设置控制程序 /******************************************
*******************************************
********
* name: rtc_set_date
* func: get and check the DATEstring from uart channel to set rtc
* para: none
* ret: cN09 = 0 : invalid string
* cN09 = 1 : set date by input string and ok
* modify:
* comment:
******************************************* *******************************************
*******/
int rtc_set_date(char *pString)
{
char cYn,cN09=1;
char szStr[12]; // xxxx-xx-xx x
int i,nTmp;
memcpy((void *)szStr, pString, 12);
// check the format of the data
nTmp = 0;
cN09 = 1;
for(i = 0;((i <12)&(szStr[i] != '\0')); i++)
{
if((szStr[i] == '-')|(szStr[i] == ' '))
nTmp += 1;
}
if(nTmp < 3) // at least 2 '-' and 1 ' '
{
ARM7基础实验教程
- 197 -
cN09 = 0;
uart_printf(" InValid format!!\n\r");
}
else // check if number 0 - 9
{
nTmp = i - 1; // adjust the account number
// 1:MON 2:TUE 3:WED 4:THU 5:FRI 6:SAT 7:SUN if((szStr[nTmp] < '1' | szStr[nTmp] > '7')) //
check weekday cN09 = 0;
for( i = nTmp; i >= 0; i--)
{
if(!((szStr[i] == '-')|(szStr[i] == ' ')))
if((szStr[i] < '0' | szStr[i] > '9')) cN09 = 0;
}
}
// write the data into rtc register
if(cN09)
{
rRTCCON = 0x01; // R/W enable, 1/32768,
Normal(merge), No reset
i = nTmp;
nTmp = szStr[i]&0x0f;
if(nTmp == 7)
rBCDDATE = 1; // s3c44b0x: SUN:1 MON:2
TUE:3 WED:4 THU:5 FRI:6 SAT:7else
TUE:3 WED:4 THU:5 FRI:6 SAT:7
else
rBCDDATE = nTmp+1; // -> weekday; nTmp = szStr[i-=2]&0x0f;
if(szStr[--i] != '-')
nTmp |= (szStr[i--]<<4)&0xff;
if(nTmp > 0x31)
cN09 = 0;
rBCDDAY = nTmp; // -> day;
nTmp = szStr[--i]&0x0f; if(szStr[--i] != '-') nTmp |= (szStr[i--]<<4)&0xff;
if(nTmp > 0x12)
cN09 = 0;
rBCDMON = nTmp; // -> month;
nTmp = szStr[--i]&0x0f;
if(i)
nTmp |= (szStr[--i]<<4)&0xff;
if(nTmp > 0x99)
cN09 = 0;
rBCDYEAR = nTmp; // -> year; rRTCCON = 0x00; // R/W disable uart_printf(" Current date 20%02x-%02x-%02x %s\n"
}
if(nTmp != 2) // at least 3 ':'
{
cN09 = 0;
uart_printf(" InValid format!!\n\r");
}
else
{
nTmp = i - 1;
* name: rtc_set_time
* func: get and check the TIME string from uart channel to set rtc
* para: none
* ret: cN09 = 0 : invalid string
* cN09 = 1 : set time by input string and ok
* modify:
* comment:
*******************************************
*******************************************
*******/
int rtc_set_time(char *pString)
{
char cYn,cN09=1;
char szStr[8]; // xx:xx:xx
int i,nTmp;
memcpy((void *)szStr, pString, 8);
// check the format of the data
nTmp = 0;
cN09 = 1;
for(i = 0;((i < 8)&(szStr[i] != '\0')); i++)
{
is: if(szStr[i] == ':')
nTmp += 1;
,rBCDYEAR,rBCDMON,rBCDDAY,f_szdate[rBCDDATE ]);
if(!cN09) uart_printf(" Wrong value!\n");
}else uart_printf(" Wrong value!\n");
return (int)cN09;
}
/******************************************
*******************************************
{
if(szStr[i] != ':') if((szStr[i] < '0' | szStr[i] > '9')) cN09 = 0;
}
}
// write the data into rtc register if(cN09)
{
rRTCCON = 0x01; // R/W enable, 1/32768, Normal(merge), No reset
i = nTmp; nTmp = szStr[i]&0x0f; if(szStr[--i] != ':') nTmp |= (szStr[i--]<<4)&0xff; if(nTmp > 0x59) cN09 = 0;
rBCDSEC = nTmp; // -> second; nTmp = szStr[--i]&0x0f; 八、实验体会
if(szStr[--i] != ':')
nTmp |= (szStr[i--]<<4)&0xff; if(nTmp > 0x59) cN09 = 0;
rBCDMIN = nTmp; // -> min; nTmp = szStr[--i]&0x0f;
if(i)
nTmp |= (szStr[--i]<<4)&0xff; if(nTmp > 0x24) cN09 = 0;
rBCDHOUR = nTmp; // -> hour; rRTCCON = 0x00; // R/W disable if(!cN09)
uart_printf(" Wrong value!\n");
ARM7基础实验教程
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}else uart_printf(" Wrong value!\n") return (int)cN09;
}
第一、对ARM勺相关理论知识有了初步的了解。了解工作原理和程序步骤 等。这些知识不仅在课堂上有效， 对这次的实践的学习加深了印象， 而且在将来 的工作中也一定会有帮助。
第二、自己的动手能力和自学能力有了很大的提高。实践出真知，今天，我 其实才深刻感受到这句话的实在意义。包括在遇到问题的时候，我通过问老师， 问同学、自己找资料的方式得出了答案，更加深了我的理解和认知。