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、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。時鐘滴答發生器可以產生時鐘滴答，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數值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)

閏年發生器按照從日期、月、年得來的BCD數據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)。報警發生器可以根據具體的時間決定是否報警?？刂萍拇嫫骺刂谱x/寫BCD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的，即以上寄存器是可讀可寫的。

圖2 RTC應用開發流程圖

程序設計
本設計基于S3C2410嵌入式開發平臺，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現。

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。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。這些功能模塊由具體的函數實現，在編寫main()函數時，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現。

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

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

重置測試功能由函數RndRst_Rtc()實現。該函數通過對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，實現重置邊界的修改，繼而通過對Uart_Printf()函數的調用，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Test_Rtc_Alarm()實現。該函數完成RTC初始化，清除RTC模塊的中斷屏蔽位，產生報警，然后設置中斷屏蔽位，關閉中斷。

時鐘滴答測試功能由函數Test_Rtc_Tick()實現。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，還可以進一步開發如時鐘界面等，以完善其功能，適應多種嵌入式系統應用的要求。