基于S3C2410單片機的RTC模塊應用設計

硬件結構
S3C2410處理器簡(jiǎn)介
S3C2410是三星公司推出的16/32位RISC微處理器，它是為應用于小型掌上設備和高性?xún)r(jià)比、低功耗、高性能的嵌入式系統應用而提供的微控制解決方案。S3C2410使用了ARM920T內核。

圖1 S3C2410內部RTC模塊結構圖

硬件構架
RTC模塊能夠在系統斷電的情況下由后備電池供電繼續工作，它能將8位數據轉換為BCD碼的格式傳送給CPU。這些數據包括秒、分、時(shí)、日期、星期、月、年。RTC模塊需要一個(gè)外部晶振提供32.768kHz的頻率才能工作，它也能完成報警功能。

S3C2410內部RTC模塊結構框圖如圖1所示。XTlrtc 與Xtortc是連接外部晶振的兩個(gè)引腳，它們連接32.768kHz的晶振，為RTC內部提供頻率輸入。215時(shí)鐘分頻器負責對從晶振外部輸入的信號進(jìn)行分頻，分頻精度為215。時(shí)鐘滴答發(fā)生器可以產(chǎn)生時(shí)鐘滴答，它可以引起中斷，它由一個(gè)叫做TICNT的寄存器進(jìn)行設置，寄存器中有一位中斷使能位和計數數值n(n可取1~127)，時(shí)鐘滴答的周期按照下式計算：
周期＝(n＋1)/128 秒 (1)

閏年發(fā)生器按照從日期、月、年得來(lái)的BCD數據決定一個(gè)月的最后一天是28、29、30還是31號(也就是計算是否是閏年)。報警發(fā)生器可以根據具體的時(shí)間決定是否報警?？刂萍拇嫫骺刂谱x/寫(xiě)BCD寄存器的使能、時(shí)鐘復位、時(shí)鐘選擇等。重置寄存器可以選擇“秒”對“分”進(jìn)位的邊界，提供三個(gè)可選邊界：30、40或者50秒。

RTC最重要的功能就是顯示時(shí)間。在掉電模式下，RTC依然能夠正常工作，此時(shí)，RTC模塊通過(guò)外部的電池工作。電池一般選用能夠提供1.8V電壓的銀芯電池，電池與專(zhuān)用于RTC電源的引腳RTCVDD連接。RTC時(shí)間顯示功能是通過(guò)讀/寫(xiě)寄存器實(shí)現的。要顯示秒、分、時(shí)、日期、月、年，CPU必須讀取存于BCDSEC，BCDMIN，BCDHOUR，BCDDAY，BCDDATE， BCDMON與BCDYEAR寄存器中的值。時(shí)間的設置也是通過(guò)以上的寄存器實(shí)現的，即以上寄存器是可讀可寫(xiě)的。

圖2 RTC應用開(kāi)發(fā)流程圖

程序設計
本設計基于S3C2410嵌入式開(kāi)發(fā)平臺，并結合PC的超級終端完成RTC模塊的初始化、時(shí)間顯示(顯示于超級終端)、時(shí)間設置、重置測試、報警測試、時(shí)鐘滴答測試等功能。其程序開(kāi)發(fā)流程如圖2所示。為了完成以上功能，需要前期的一些初始化工作。

硬件初始化
RTC模塊不是孤立的，它是S3C2410的一個(gè)內部模塊，要對其編程，必須完成對基于S3C2410的嵌入式系統的初始化。初始化工作包括對S3C2410和串口的初始化以及一些輔助函數的實(shí)現。

S3C2410的初始化工作包括程序入口點(diǎn)定義、中斷矢量的確定、堆棧的初始化、電源管理(包括掉電與重啟處理)、S3C2410各模塊的寄存器地址定義及其初始化，以上初始化工作與硬件緊密相關(guān)，采用32位的ARM/Thumb指令集進(jìn)行編程。
本設計使用PC機的超級終端作為人機接口，完成RTC模塊的調試、時(shí)間顯示及命令選擇。因此，在RTC模塊功能設計之前要完成對串行口的初始化。串口的初始化由設置PCLK(CPU系統時(shí)鐘)、波特率設置、控制寄存器設置等幾部分完成。這部分程序與硬件相關(guān)性不是特別緊密，可以用嵌入式C語(yǔ)言完成。在進(jìn)行人機接口交互時(shí)，需要從超級終端輸入/輸出一些信息。

功能設計
完成初始化工作之后，進(jìn)行RTC模塊的功能應用開(kāi)發(fā)。功能應用按照自頂向下的程序設計思路，可以分為不同的功能模塊來(lái)分別實(shí)現。這些功能模塊由具體的函數實(shí)現，在編寫(xiě)main()函數時(shí)，可以按完成功能的不同，分別調用不同的子函數。下面介紹各功能模塊子函數的實(shí)現。

RTC模塊初始化由函數Rtc_Init()實(shí)現。函數主要實(shí)現BCD數據的初始化，當其它函數讀取初始化時(shí)間時(shí)，可以調用此函數。

時(shí)間設置功能由函數Rtc_TimeSet()實(shí)現。該函數調用Uart_GetIntNum()函數從超級終端讀入整型數字，由用戶(hù)完成對當前時(shí)間的修改。

重置測試功能由函數RndRst_Rtc()實(shí)現。該函數通過(guò)對Rtc_TimeSet()的調用完成用戶(hù)的當前時(shí)間設置，然后通過(guò)修改RTCRST寄存器，實(shí)現重置邊界的修改，繼而通過(guò)對Uart_Printf()函數的調用，輸出時(shí)間顯示。用戶(hù)可以觀(guān)察重置后的時(shí)間，以測試重置功能。

報警測試功能由函數Test_Rtc_Alarm()實(shí)現。該函數完成RTC初始化，清除RTC模塊的中斷屏蔽位，產(chǎn)生報警，然后設置中斷屏蔽位，關(guān)閉中斷。

時(shí)鐘滴答測試功能由函數Test_Rtc_Tick()實(shí)現。通過(guò)寄存器RTICNT設置時(shí)鐘滴答周期，通過(guò)調用Uart_Printf()輸出時(shí)鐘滴答具體值。

報警中斷開(kāi)與時(shí)鐘滴答中斷開(kāi)完成相應中斷狀態(tài)位和中斷掛起位開(kāi)中斷的功能。相應的功能可以查看S3C2410的中斷模塊。

顯示時(shí)間功能由函數Display_Rtc()完成。

結語(yǔ)
本文給出了RTC模塊的基本功能設計，還可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)如時(shí)鐘界面等，以完善其功能，適應多種嵌入式系統應用的要求。