STM32万年历模块化设计与RTC+旋钮交互实现

1. 项目背景与架构设计原则

在嵌入式系统开发中，万年历是一个兼具实用性与教学价值的经典项目。它虽不涉及高并发或实时性严苛的场景，却完整覆盖了时间管理、人机交互、显示驱动和模块化设计等核心工程能力。本项目以STM32F103C8T6为硬件平台，采用HAL库开发，目标是构建一个具备普通显示模式与参数设置模式的可交互万年历系统。其核心需求包括：从RTC获取并格式化显示当前时间；通过旋转编码器（旋钮）调整年、月、日、时、分、秒；通过按键切换模式与确认修改；最终将设置值写回RTC硬件寄存器。

面对此类需求，首要任务并非急于编码，而是进行工程层次的抽象与解耦。嵌入式项目常陷入两种极端：一种是将全部逻辑堆砌于main()函数中，导致代码不可读、不可维护、不可移植；另一种则是过度分层，引入RTOS、中间件、抽象接口等复杂机制，徒增资源开销与理解成本。本项目采用轻量级模块化架构，其设计哲学基于三个关键判断：

• 硬件耦合不可避免，但应被显式封装：GPIO、定时器、外设寄存器的操作必然与具体芯片绑定。模块化的目标不是消灭耦合，而是将耦合点集中、隔离、标准化，使其成为清晰的“接口边界”。例如，旋钮模块只暴露Knob_Init()、Knob_GetState()等API，其内部对TIM1编码器计数器的读写、对PB15按键电平的采样，均被严格限制在.c文件内，头文件中不泄露任何硬件细节。

• 业务逻辑与驱动逻辑必须分离