本文例子参考《STM32单片机开发实例——基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库》
源代码：https://github.com/LanLinnet/STM32F103R6

项目要求

单片机每隔1s以“YYYY-MM-DD HH:MM:SS”的格式自动向串口输出日期和时间信息（“ASCII格式”），起始时间设为“2022-05-20 05:20:00”，自动走时。按下按钮BTN，时间自动恢复为起始时间。串口通信参数：波特率为19200bit/s，无校验。

硬件设计

1. 在第一节的基础上，在Proteus中添加电路如下图所示。
   
   调试过程也可以添加一个虚拟仪器VIRTUAL TERMINAL，配置如下，用来查看单片机收到的串口数据，具体参考第11节。
   

2. RTC简介：
   1）RTC是Real Time Clock（实时时钟）的首字母缩写形式，是一种常用的电子功能模块，有独立的RTC芯片，也有集成于单片机内的独立功能模块，常用于制作电子钟、电子表、电子万年历等计时工具。
   2）STM32单片机的RTC可以看作特殊的定时器，它可以根据输入的时钟源自动计时，此外还提供了1个“闹钟”中断源和1个“秒”中断源。

3. 打开CubeMX，建立工程。
   首先，设置PA5为GPIO_EXTI5，点击“Categories”中的“GPIO”，将"GPIO mode"设置为External Interrupt Mode With Falling edge trigger detection，也就是下降沿触发。
   
   随后，点击“Timers”列表中的“RTC”进行实时时钟配置。选中“Active Clock Source”和“Active Calendar”复选框，激活时钟源和日历。在“Parameter Settings”中设置时间和日期如下图所示。其中，“Data Format”设置数据格式有2个选项：“Binary Data Format”（字面意思是二进制数据格式，实际是十进制数据格式）和“BCD Data Format”（BCD码数据格式），实际设定时间时任意选其中一个即可。
   
   然后，点击“Connectivity”列表中的“USART”进行串口配置。将Mode设置为Asynchronous（异步），波特率设为19200Bits/s，字长设为8Bits，校验设为None，停止位设为1，数据传送设为Receive and Transmit（接收与发送）。设置完成后，会看到右侧的PA9和PA10引脚被自动设置为USART1_TX和USART1_RX，即USART1的发送端和接收端。
   
   再点击“NVIC Settings”，选中USART global interrupt和EXTI line[9:5] interrupts，使能Enabled串口1的中断功能和GPIO的外部中断。
   
   最后，实践中为了追求时间的精度，我们会采用外部低速晶振LSE作为RTC的时钟源，由于本次采用Proteus进行仿真，我们选择默认的LSI作为RTC的时钟源。
   

4. 点击“Generator Code”生成Keil工程。

软件编写

1. 本次我们需要实现实时时钟自动走时，并通过串口发送输出，需要用到RTC相关函数其API文档如下：
   HAL_RTC_GetTime RTC时间获取函数
   

   HAL_RTC_GetDate RTC日期获取函数
   

   HAL_RTC_SetTime RTC时间设定函数
   

   HAL_RTC_SetDate RTC日期设定函数
   

   其中，介绍两个结构体：
   时间结构体sTime有以下3个元素

   • Hours（时），数据类型为uint8_t。
   • Minutes（分），数据类型为uint8_t。
   • Seconds（秒），数据类型为uint8_t。

   日期结构体sDate有以下4个元素

   • Year（年），数据类型为uint8_t，取值范围为0-99（BIN格式）或0-0x99（BCD格式）。
   • Month（月），数据类型为uint8_t，取值范围为1-12（BIN格式）或1-0x12（BCD格式）。
   • Date（日），数据类型为uint8_t，取值范围为1-31（BIN格式）或1-0x31（BCD格式）。
   • WeekDay（星期），数据类型为uint8_t，取值范围为1-7。

   另外，Format有以下2个宏定义选项

   • RTC_FORMAT_BIN：字面意思是二进制数据格式，实际是十进制数据格式
   • RTC_FORMAT_BCD：BCD码数据格式

2. 点击“Open Project”在Keil中打开工程，双击“main.c”文件。

3. 首先我们需要在main.c文件中的最前面引入标准输入输出头文件

   /* USER CODE BEGIN Includes */
   #include "stdio.h"
   /* USER CODE END Includes */
   

   在main函数中定义日期结构体和时间结构体

   /* USER CODE BEGIN 1 */
   //定义日期结构体和时间结构体
   RTC_DateTypeDef sDateStructure;
   RTC_TimeTypeDef sTimeStructure;
   char sYear[5];
   char sMonth[3];
   char sDate[3];
   char sHour[3];
   char sMin[3];
   char sSec[3];
   /* USER CODE END 1 */
   

   随后，在/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */中插入外部中断回调函数，代码如下

   /* USER CODE BEGIN 4 */
   //外部中断回调函数
   void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
   {
     //定义日期结构体和时间结构体
     RTC_DateTypeDef sDateStructure;
     RTC_TimeTypeDef sTimeStructure;
     if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_5)  //检测到EXTI5线产生外部中断事件
     {
       //设置日期
       sDateStructure.Year = 22;
       sDateStructure.Month = 5;
       sDateStructure.Date = 20;
       sDateStructure.WeekDay = 5;
       //十进制格式
       HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDateStructure, RTC_FORMAT_BIN);
       		
       //设置时间
       sTimeStructure.Hours = 0x05;
       sTimeStructure.Minutes = 0x20;
       sTimeStructure.Seconds = 0;
       //BCD码格格式
       HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTimeStructure, RTC_FORMAT_BCD);
       		
       while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET);  //直到按键松开
     }
   }
   /* USER CODE END 4 */
   

   最后，在while(1)中插入代码如下，进行RTC和串口发送相关操作

   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   while (1)
   {
     //十进制格式
     HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTimeStructure, RTC_FORMAT_BIN);  //RTC时间获取函数
     //BCD码格式
     HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDateStructure, RTC_FORMAT_BCD);  //RTC日期获取函数
     //格式转换为字符串
     sprintf(sYear, "%04x", 0x2000+sDateStructure.Year);
     sprintf(sMonth, "%02x", sDateStructure.Month);
     sprintf(sDate, "%02x", sDateStructure.Date);
     sprintf(sHour, "%02d", sTimeStructure.Hours);
     sprintf(sMin, "%02d", sTimeStructure.Minutes);
     sprintf(sSec, "%02d", sTimeStructure.Seconds);
     //打印日期
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sYear, 4, 4);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"-", 1, 1);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sMonth, 2, 2);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"-", 1, 1);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sDate, 2, 2);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&" ", 1, 2);
     //打印时间
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sHour, 2, 2);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&":", 1, 1);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sMin, 2, 2);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&":", 1, 1);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)sSec, 2, 2);
     HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"\n\r", 2, 2);
     //延时
     HAL_Delay(1000);
   /* USER CODE END WHILE */
   
   /* USER CODE BEGIN 3 */
   }
   /* USER CODE END 3 */
   

联合调试

1. 点击运行，生成HEX文件。
2. 在Proteus中加载相应HEX文件，点击运行。可以看到“Virtual Terminal”从“2022-05-20 05:20:00”开始自动走时，每秒输出一个结果，按下BTN按键，又重新从“2022-05-20 05:20:00”开始自动走时。