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[APM32F4] APM32F407备份SRAM VBAT测试避坑指南：从误判到精准检测

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Peixu 发表于 2025-12-1 17:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
BAT, , 测试, , APM32F407, VBA
本帖最后由 Peixu 于 2025-12-1 17:55 编辑

APM32F407备份SRAM VBAT测试避坑指南：从误判到精准检测
最近在做APM32F407的备份SRAM数据保持测试，踩了个关于VBAT状态检测的大坑——明明没接CR2032电池，串口却一直显示“供电正常”。折腾大半天终于搞定，把整个排查过程和最终方案整理出来，给同样用这款MCU的小伙伴避坑。

一、需求与初始问题
核心需求很简单：利用备份SRAM存储少量关键数据，通过VBAT电池保证MCU断电后数据不丢失。测试目标是验证两种场景：
  • 接VBAT电池：断电后备份SRAM数据完整
  • 未接VBAT电池：提示数据会丢失，断电后验证数据确实丢失

但初始代码运行后就出问题了：无论接不接VBAT电池
，串口都打印“VBAT状态：供电正常”，完全无法区分实际供电情况。这要是用到项目里，数据丢失了都不知道原因，太危险了

二、问题根源：错用标志位的血泪教训
先看初始代码里的VAT检测逻辑，当时想当然地用了PMU的标志位判断，代码是这么写的：
// 错误的VBAT状态检测（复用调压器就绪标志）
#define VBAT_OK()           (PMU_ReadStatusFlag(PMU_FLAG_VOSR) != RESET)
#define VBAT_ERR()          (PMU_ReadStatusFlag(PMU_FLAG_VOSR) == RESET)

后来翻了Geehy的官方PMU库源码才发现问题——APM32F407的PMU模块根本没有专门的VBAT供电标志位！我用的PMU_FLAG_VOSR是“调压器电压缩放就绪标志”，只表示调压器初始化完成，和VBAT电池接没接半毛钱关系。就算没接VBAT，只要VDD供电正常，调压器照样能就绪，自然一直返回“正常”。
再仔细看PMU库的PMU_ReadStatusFlag函数，支持的标志位只有5个：WUE（唤醒）、SB（待机）、PVDO（电压检测输出）、BKPR（备份调压器就绪）、VOSR（电压缩放就绪），确实没有VBAT专属标志。

三、破局思路：利用硬件特性间接判断
既然没有直接的标志位可用，就换个思路——利用备份SRAM的硬件特性：
接VBAT时，备份SRAM由电池独立供电，断电后数据不丢失；未接VBAT时，断电备份SRAM无供电，数据必然丢失。   
基于这个特性，设计了“标志位+数据校验”的双重判断逻辑：
  • 首次运行时，往备份SRAM写入测试数据和“首次运行标志”（0x55AA55AA）
  • 断电后，先检查“首次运行标志”：若存在，说明SRAM数据可能保留；若不存在，直接判定VBAT无效
  • 再校验测试数据的完整性：标志位存在且数据完整→VBAT有效；标志位存在但数据异常，或标志位丢失→VBAT无效

四、最终可用代码和验证
14797692d65de01ca8.png

24600692d65e527060.png

复制
  1. /*!
    

  2.  * [url=/u/file]@file[/url]        main.c
    

  3.  * [url=/u/brief]@brief[/url]       APM32F407 Backup SRAM VBAT断电测试（精简版）
    

  4.  * [url=/u/version]@version[/url]     V1.0.6
    

  5.  * [url=/u/date]@date[/url]        2025-02-15
    

  6.  * [url=/u/Attention]@Attention[/url]   Copyright (C) 2021-2025 Geehy Semiconductor
    

  7.  */
    


  8. 

  9. /* Includes ****************************************************************/
    

  10. #include "main.h"
    

  11. #include <stdio.h>
    

  12. #include <string.h>
    


  13. 

  14. /* Private Macro ***********************************************************/
    

  15. #define DEBUG_USART         USART1
    

  16. #define BACKUP_SRAM_SIZE    4096          // 4KB容量
    

  17. #define BKPSRAM_TEST_OFFSET 0x0000        // 测试数据偏移
    

  18. #define BKPSRAM_FLAG_OFFSET 0x0100        // 标志位偏移
    

  19. #define BKPSRAM_FIRST_FLAG  0x55AA55AAUL  // 首次运行标志
    


  20. 

  21. // 修复：改用“数据保持状态”判断VBAT（通过参数传递，避免全局变量）
    

  22. #define VBAT_OK(fr, do)     ((fr) == 0 && (do) == 1)  // VBAT有效（断电后数据完整）
    

  23. #define VBAT_ERR(fr, do)    (!(VBAT_OK(fr, do)))      // VBAT无效（首次运行或数据丢失）
    


  24. 

  25. /* Private Variables *******************************************************/
    

  26. uint8_t g_test_buf[] = {0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88,0x99,0xAA};
    

  27. uint8_t g_read_buf[sizeof(g_test_buf)] = {0};
    


  28. 

  29. /* Private Function Prototypes *********************************************/
    

  30. uint8_t BackupSRAM_Init(void);
    

  31. uint16_t BackupSRAM_Write(uint16_t off, uint8_t *buf, uint16_t len);
    

  32. uint16_t BackupSRAM_Read(uint16_t off, uint8_t *buf, uint16_t len);
    

  33. uint8_t IsFirstRun(void);
    

  34. void SetFirstRunFlag(void);
    

  35. // 修复：添加参数传递first_run和data_ok
    

  36. void VBAT_Check(uint8_t first_run, uint8_t data_ok);
    

  37. void Delay(uint32_t cnt);
    


  38. 

  39. /* Function Definitions ****************************************************/
    

  40. /**
    

  41.  * @brief  备份SRAM初始化
    

  42.  * @retval 0:成功 1:失败
    

  43.  */
    

  44. uint8_t BackupSRAM_Init(void)
    

  45. {
    

  46.     RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_PMU);
    

  47.     PMU_EnableBackupAccess();
    

  48.     RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_BKPSRAM);
    

  49.     PMU_EnableBackupRegulator();
    


  50. 

  51.     // 修复：等待调压器就绪（用正确的PMU_FLAG_BKPR，而非VOSR）
    

  52.     uint32_t timeout = 0xFFFF;
    

  53.     while((PMU_ReadStatusFlag(PMU_FLAG_BKPR) == RESET) && timeout--);
    

  54.     return timeout ? 0 : 1;
    

  55. }
    


  56. 

  57. /**
    

  58.  * @brief  备份SRAM写入
    

  59.  * @param  off: 地址偏移 len: 数据长度
    

  60.  * @retval 实际写入长度
    

  61.  */
    

  62. uint16_t BackupSRAM_Write(uint16_t off, uint8_t *buf, uint16_t len)
    

  63. {
    

  64.     if(!buf || !len || off >= BACKUP_SRAM_SIZE) return 0;
    

  65.     uint16_t real_len = (off + len) > BACKUP_SRAM_SIZE ? (BACKUP_SRAM_SIZE - off) : len;
    

  66.     memcpy((uint8_t *)BKPSRAM_BASE + off, buf, real_len);
    

  67.     return real_len;
    

  68. }
    


  69. 

  70. /**
    

  71.  * @brief  备份SRAM读取
    

  72.  * @param  off: 地址偏移 len: 读取长度
    

  73.  * @retval 实际读取长度
    

  74.  */
    

  75. uint16_t BackupSRAM_Read(uint16_t off, uint8_t *buf, uint16_t len)
    

  76. {
    

  77.     if(!buf || !len || off >= BACKUP_SRAM_SIZE) return 0;
    

  78.     uint16_t real_len = (off + len) > BACKUP_SRAM_SIZE ? (BACKUP_SRAM_SIZE - off) : len;
    

  79.     memcpy(buf, (uint8_t *)BKPSRAM_BASE + off, real_len);
    

  80.     return real_len;
    

  81. }
    


  82. 

  83. /**
    

  84.  * @brief  检查是否首次运行
    

  85.  * @retval 1:首次 0:非首次
    

  86.  */
    

  87. uint8_t IsFirstRun(void)
    

  88. {
    

  89.     return *(uint32_t *)(BKPSRAM_BASE + BKPSRAM_FLAG_OFFSET) != BKPSRAM_FIRST_FLAG;
    

  90. }
    


  91. 

  92. /**
    

  93.  * @brief  设置首次运行标志
    

  94.  */
    

  95. void SetFirstRunFlag(void)
    

  96. {
    

  97.     uint32_t flag = BKPSRAM_FIRST_FLAG;
    

  98.     BackupSRAM_Write(BKPSRAM_FLAG_OFFSET, (uint8_t *)&flag, sizeof(flag));
    

  99. }
    


  100. 

  101. /**
    

  102.  * @brief  VBAT状态检测提示（修复参数传递和判断逻辑）
    

  103.  * @param  first_run: 是否首次运行（1:是 0:否）
    

  104.  * @param  data_ok: 数据是否完整（1:完整 0:丢失）
    

  105.  */
    

  106. void VBAT_Check(uint8_t first_run, uint8_t data_ok)
    

  107. {
    

  108.     // 首次运行时无法判断，仅提示；断电后根据数据状态判断
    

  109.     if(first_run == 1)
    

  110.     {
    

  111.         printf("\r\nVBAT状态：暂无法判断（首次运行）\r\n");
    

  112.         printf("提示：未接VBAT时断电数据将丢失（正常特性）\r\n");
    

  113.     }
    

  114.     else
    

  115.     {
    

  116.         printf("\r\nVBAT状态：%s\r\n", VBAT_OK(first_run, data_ok) ? "供电正常" : "未检测到供电");
    

  117.     }
    

  118. }
    


  119. 

  120. /**
    

  121.  * @brief  简单延时
    

  122.  */
    

  123. void Delay(uint32_t cnt)
    

  124. {
    

  125.     volatile uint32_t delay = cnt;
    

  126.     while(delay--);
    

  127. }
    


  128. 

  129. /**
    

  130.  * @brief  主函数
    

  131.  */
    

  132. int main(void)
    

  133. {
    

  134.     uint8_t init_ok, first_run, data_ok = 1;
    

  135.         
    

  136.     USART_Config_T usartConfigStruct;
    

  137.         
    

  138.     /* 串口配置：115200 8N1 仅发送（测试无需接收） */
    

  139.     usartConfigStruct.baudRate = 115200;
    

  140.     usartConfigStruct.hardwareFlow = USART_HARDWARE_FLOW_NONE;
    

  141.     usartConfigStruct.mode = USART_MODE_TX;
    

  142.     usartConfigStruct.parity = USART_PARITY_NONE;
    

  143.     usartConfigStruct.stopBits = USART_STOP_BIT_1;
    

  144.     usartConfigStruct.wordLength = USART_WORD_LEN_8B;
    

  145.     BOARD_COMInit(COM1, &usartConfigStruct);
    


  146. 

  147.     // 标题打印
    

  148.     printf("================================\r\n");
    

  149.     printf("APM32F407 备份SRAM VBAT测试\r\n");
    

  150.     printf("================================\r\n");
    


  151. 

  152.     // 备份SRAM初始化
    

  153.     init_ok = BackupSRAM_Init();
    

  154.     printf("备份SRAM初始化：%s\r\n", init_ok ? "失败" : "成功");
    


  155. 

  156.     // 首次运行判断（移到VBAT_Check前，供判断使用）
    

  157.     first_run = IsFirstRun();
    


  158. 

  159.     // 修复：传递参数first_run和data_ok
    

  160.     VBAT_Check(first_run, data_ok);
    


  161. 

  162.     if(first_run)
    

  163.     {
    

  164.         // 首次运行：写入测试数据
    

  165.         printf("\r\n【首次运行】写入测试数据...\r\n");
    

  166.         uint16_t wlen = BackupSRAM_Write(BKPSRAM_TEST_OFFSET, g_test_buf, sizeof(g_test_buf));
    

  167.         for(uint8_t i=0; i<wlen; i++) printf("0x%02X ", g_test_buf[i]);
    

  168.         printf("\r\n写入长度：%d Bytes\r\n", wlen);
    

  169.         SetFirstRunFlag();
    

  170.         printf("写入完成！按断电键测试数据保持性\r\n");
    

  171.     }
    

  172.     else
    

  173.     {
    

  174.         // 断电后：读取验证
    

  175.         printf("\r\n【断电后】读取备份数据...\r\n");
    

  176.         uint16_t rlen = BackupSRAM_Read(BKPSRAM_TEST_OFFSET, g_read_buf, sizeof(g_read_buf));
    

  177.         for(uint8_t i=0; i<rlen; i++) printf("0x%02X ", g_read_buf[i]);
    

  178.         printf("\r\n读取长度：%d Bytes\r\n", rlen);
    


  179. 

  180.         // 数据校验
    

  181.         if(rlen != sizeof(g_test_buf)) data_ok = 0;
    

  182.         else for(uint8_t i=0; i<rlen; i++) if(g_read_buf[i] != g_test_buf[i]) data_ok = 0;
    


  183. 

  184.         // 结果提示
    

  185.         if(data_ok)
    

  186.         {
    

  187.             printf("\r\n测试成功！数据保持完整\r\n");
    

  188.         }
    

  189.         else
    

  190.         {
    

  191.             printf("\r\n数据丢失！\r\n");
    

  192.             if(VBAT_ERR(first_run, data_ok))
    

  193.             {
    

  194.                 printf("原因：未接VBAT电池\r\n");
    

  195.             }
    

  196.             else
    

  197.             {
    

  198.                 printf("原因：VBAT供电但数据丢失（配置/硬件异常）\r\n");
    

  199.             }
    

  200.         }
    

  201.     }
    


  202. 

  203.     while(1)
    

  204.     {
    

  205.                         
    

  206.     }
    

  207. }
    


  208. 

  209. /* printf重定向 ************************************************************/
    

  210. #if defined (__CC_ARM) || defined (__ICCARM__) || (defined(__ARMCC_VERSION) && (__ARMCC_VERSION >= 6010050))
    

  211. int fputc(int ch, FILE* f)
    

  212. {
    

  213.     USART_TxData(DEBUG_USART, (uint8_t)ch);
    

  214.     while(USART_ReadStatusFlag(DEBUG_USART, USART_FLAG_TXBE) == RESET);
    

  215.     return ch;
    

  216. }
    

  217. #elif defined (__GNUC__)
    

  218. int __io_putchar(int ch)
    

  219. {
    

  220.     USART_TxData(DEBUG_USART, ch);
    

  221.     while(USART_ReadStatusFlag(DEBUG_USART, USART_FLAG_TXBE) == RESET);
    

  222.     return ch;
    

  223. }
    

  224. int _write(int file, char* ptr, int len)
    

  225. {
    

  226.     UNUSED(file);
    

  227.     for(int i=0; i<len; i++) __io_putchar(*ptr++);
    

  228.     return len;
    

  229. }
    

  230. #else
    

  231. #warning Not supported compiler type
    

  232. #endif



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29862692d65b6a5f67.png
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评论

cooldog123pp
搞的不错  发表于 2025-12-2 09:03

相关帖子
空灵回声 发表于 2025-12-1 19:19 | 显示全部楼层
我们也是使用后备寄存器记录当前系统的状态。
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Gfan 发表于 2025-12-3 09:11 | 显示全部楼层
好帖顶顶，不过发现楼主好像有一张图好像挂了
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转瞬回声 发表于 2025-12-3 10:20 | 显示全部楼层
不安装钮扣电池数据丢失属于正常现象。
检测也没有意义啊！该丢还是丢！

就是运维人员的事~~
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