基于S3C2410單片機的RTC模塊應用設計

硬件結構
S3C2410處理器簡介
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價比、低功耗、高性能的嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)斷電的情況下由后備電池供電繼續(xù)工作，它能將8位數(shù)據(jù)轉換為BCD碼的格式傳送給CPU。這些數(shù)據(jù)包括秒、分、時、日期、星期、月、年。RTC模塊需要一個外部晶振提供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引腳，它們連接32.768kHz的晶振，為RTC內部提供頻率輸入。215時鐘分頻器負責對從晶振外部輸入的信號進行分頻，分頻精度為215。時鐘滴答發(fā)生器可以產(chǎn)生時鐘滴答，它可以引起中斷，它由一個叫做TICNT的寄存器進行設置，寄存器中有一位中斷使能位和計數(shù)數(shù)值n(n可取1~127)，時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、年得來的BCD數(shù)據(jù)決定一個月的最后一天是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(jù)具體的時間決定是否報警。控制寄存器控制讀/寫B(tài)CD寄存器的使能、時鐘復位、時鐘選擇等。重置寄存器可以選擇“秒”對“分”進位的邊界，提供三個可選邊界：30、40或者50秒。

RTC最重要的功能就是顯示時間。在掉電模式下，RTC依然能夠正常工作，此時，RTC模塊通過外部的電池工作。電池一般選用能夠提供1.8V電壓的銀芯電池，電池與專用于RTC電源的引腳RTCVDD連接。RTC時間顯示功能是通過讀/寫寄存器實現(xiàn)的。要顯示秒、分、時、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。時間的設置也是通過以上的寄存器實現(xiàn)的，即以上寄存器是可讀可寫的。

圖2 RTC應用開發(fā)流程圖

程序設計
本設計基于S3C2410嵌入式開發(fā)平臺，并結合PC的超級終端完成RTC模塊的初始化、時間顯示(顯示于超級終端)、時間設置、重置測試、報警測試、時鐘滴答測試等功能。其程序開發(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的一個內部模塊，要對其編程，必須完成對基于S3C2410的嵌入式系統(tǒng)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(shù)的實現(xiàn)。

S3C2410的初始化工作包括程序入口點定義、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，采用32位的ARM/Thumb指令集進行編程。
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(tǒng)時鐘)、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性不是特別緊密，可以用嵌入式C語言完成。在進行人機接口交互時，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，進行RTC模塊的功能應用開發(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分別實現(xiàn)。這些功能模塊由具體的函數(shù)實現(xiàn)，在編寫main()函數(shù)時，可以按完成功能的不同，分別調用不同的子函數(shù)。下面介紹各功能模塊子函數(shù)的實現(xiàn)。

RTC模塊初始化由函數(shù)Rtc_Init()實現(xiàn)。函數(shù)主要實現(xiàn)BCD數(shù)據(jù)的初始化，當其它函數(shù)讀取初始化時間時，可以調用此函數(shù)。

時間設置功能由函數(shù)Rtc_TimeSet()實現(xiàn)。該函數(shù)調用Uart_GetIntNum()函數(shù)從超級終端讀入整型數(shù)字，由用戶完成對當前時間的修改。

重置測試功能由函數(shù)RndRst_Rtc()實現(xiàn)。該函數(shù)通過對Rtc_TimeSet()的調用完成用戶的當前時間設置，然后通過修改RTCRST寄存器，實現(xiàn)重置邊界的修改，繼而通過對Uart_Printf()函數(shù)的調用，輸出時間顯示。用戶可以觀察重置后的時間，以測試重置功能。

報警測試功能由函數(shù)Test_Rtc_Alarm()實現(xiàn)。該函數(shù)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，關閉中斷。

時鐘滴答測試功能由函數(shù)Test_Rtc_Tick()實現(xiàn)。通過寄存器RTICNT設置時鐘滴答周期，通過調用Uart_Printf()輸出時鐘滴答具體值。

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

顯示時間功能由函數(shù)Display_Rtc()完成。

結語
本文給出了RTC模塊的基本功能設計，還可以進一步開發(fā)如時鐘界面等，以完善其功能，適應多種嵌入式系統(tǒng)應用的要求。