在低功耗嵌入式系统中，定时唤醒执行任务是一个常见需求，比如定时上传数据、定时采集传感器信息、定时进入/退出低功耗模式等。STM32系列MCU内置RTC模块，不仅可提供实时时钟，还支持低功耗唤醒和带日期的定时调度。

本文将基于STM32平台，介绍如何构建一个支持用户可配置任务 + RTC定时唤醒 + 灵活唤醒处理的“智能定时任务系统”。并通过完整的实例代码进行剖析，具有较强实用性。

一、核心需求分析

• 用户配置任务：支持配置多个“何时执行什么操作”的定时任务，任务存储在Flash中。

• RTC定时唤醒：系统低功耗运行，RTC定时器唤醒MCU按计划执行任务。

• 唤醒后任务执行：自动加载任务表，匹配当前时间，执行对应动作。

• 任务自动循环：支持按天/小时/分钟循环任务。

二、系统结构设计

[ 配置接口 ]
     ↑[任务存储区] ←→ [RTC管理模块] ←→ [任务调度器] ←→ [用户任务处理]
                            ↑                   [低功耗控制模块]

三、RTC唤醒基础配置

使用STM32的RTC + Alarm A功能，作为唤醒触发源。

void RTC_AlarmAConfig(uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec){
    RTC_AlarmTypeDef sAlarm = {0};

    sAlarm.AlarmTime.Hours   = hour;
    sAlarm.AlarmTime.Minutes = min;
    sAlarm.AlarmTime.Seconds = sec;
    sAlarm.AlarmMask = RTC_ALARMMASK_DATEWEEKDAY; // 只匹配时分秒
    sAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;

    HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &sAlarm, RTC_FORMAT_BIN);
}

唤醒中断回调：

void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc){
    rtc_wakeup_flag = 1;
}

四、定时任务结构设计

定义任务数据结构，支持 Flash 存储和用户配置：

#define MAX_TASK_NUM 10typedef struct {
    uint8_t enable;    uint8_t hour;    uint8_t minute;    uint8_t repeat_day;   // 0x7F：每天，bit0=周日, bit1=周一...
    uint8_t task_id;      // 执行的任务编号} rtc_task_t;rtc_task_t g_task_list[MAX_TASK_NUM];

五、用户任务执行处理

根据任务 ID 执行实际操作：

void execute_user_task(uint8_t task_id){    switch (task_id) {        case 0: toggle_led(); break;        case 1: collect_sensor(); break;        case 2: send_data(); break;        default: break;
    }
}

六、RTC时间匹配调度器

每次系统被唤醒时，匹配当前 RTC 时间是否对应一个任务：

void check_and_run_rtc_tasks(void){
    RTC_TimeTypeDef time;
    RTC_DateTypeDef date;
    HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &time, RTC_FORMAT_BIN);
    HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &date, RTC_FORMAT_BIN);

    uint8_t weekday_mask = 1 << date.WeekDay;

    for (int i = 0; i < MAX_TASK_NUM; i++) {
        if (!g_task_list[i].enable) continue;
        if (g_task_list[i].hour == time.Hours &&
            g_task_list[i].minute == time.Minutes) {
            if (g_task_list[i].repeat_day & weekday_mask) {
                execute_user_task(g_task_list[i].task_id);
            }
        }
    }}

七、低功耗进入与唤醒流程

1. 设置最近的下次任务时间

每次执行完任务后，根据任务表，找出最近的下一个任务时间点，并设置为 Alarm A：

void update_next_rtc_alarm(void){    // 简单示例：找出第一个启用任务作为下次 Alarm
    for (int i = 0; i < MAX_TASK_NUM; i++) {        if (g_task_list[i].enable) {
            RTC_AlarmAConfig(g_task_list[i].hour, g_task_list[i].minute, 0);            break;
        }
    }
}

可进一步排序任务时间并计算最接近当前时间的任务，提高效率。

2. 进入低功耗模式

void enter_stop_mode(void)
{    HAL_SuspendTick();    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);    HAL_ResumeTick();
}

唤醒后恢复系统时钟和功能：

void system_resume_from_stop(void){
    SystemClock_Config(); // 重新配置系统时钟}

八、任务配置接口（可选）

通过串口或屏幕提供简单配置接口：

// 示例：串口接收命令配置任务// 命令格式：TASK 1 08 30 7F 0// 含义：任务1，8:30，每天执行，执行任务编号0void parse_task_command(const char* cmd){    uint8_t idx, h, m, days, id;    if (sscanf(cmd, "TASK %hhu %hhu %hhu %hhx %hhu", &idx, &h, &m, &days, &id) == 5) {
        g_task_list[idx].enable = 1;
        g_task_list[idx].hour = h;
        g_task_list[idx].minute = m;
        g_task_list[idx].repeat_day = days;
        g_task_list[idx].task_id = id;        // 保存到Flash
        save_task_to_flash(g_task_list, sizeof(g_task_list));
    }
}

九、整体工作流程图

上电 → 加载任务 → 设置最近Alarm A → 进入STOP模式
        ↑                             ↓
    Flash配置 ← 用户设置 ← 串口/屏幕   ← RTC唤醒 → 执行匹配任务 → 更新Alarm → 进入STOP

十、工程建议与总结

1. 任务存储：使用内部 Flash 或外部 EEPROM 保存任务表；

2. 时间边界判断：可引入“分钟偏移判断”，避免误判；

3. 唤醒延迟容忍：可通过软件 Timer 判断是否错过唤醒时间；

4. 任务重复机制：可扩展支持一次性/周期任务等多类型。

结语

结合STM32的RTC功能，我们可以构建一个低功耗、高灵活性、可配置的定时任务系统，非常适用于IoT节点、远程采集设备、智能家电等场景。通过本文的接口定义、调度策略与实例演示，你可以轻松实现自己的RTC任务系统，并为后期扩展（如OTA配置、LCD显示）打下基础。