什么？MCU APM32F072_RTC会恢复默认值？

1 问题

最近有一个小伙伴反馈他写的程序，RTC的计数值会在断电后重新上电(Vbat未断电)后，APM32F072的RTC计数会恢复默认值。

这是怎么回事呢?本文就解决该问题进行记录，与大家分享。

2 RTC基础

2.1 基础知识

首先先回顾一下APM32F072的RTC功能。

RTC全称是Real Time Clock即实时时钟，这个模块在一般的MCU上都存在。APM32F072上的RTC提供了我们用来做一个基本的定时，一般我们设置它的时基是1S。说到这里，没有接触过的小伙伴也应该知道了RTC是用来干啥的了。

对日历功能，我们一般会设置一个开始日期(或者在网络上同步)，然后程序不断的一秒秒的计时，若干时间后，我们设备若是在离线情况下也能通过这个模块读取到当前的时间。

同样的，我们查阅APM32F072的手册，还能发现它有“闹钟”功能。“闹钟”这个很好理解，无非就是设置一个时间点，RTC计数到这个时间点了就产生中断告诉系统。

除了以上功能，它还有很多好玩的功能，大家可以去看他们手册。

2.2 RTC时钟来源

APM32F072的时钟来源有：LSECLK、HSECLK、LSICLK。一般而言，我们会使用LSECLK作为它的时钟来源。

为啥呢?

首先我们看看LSICLK，这个是MCU的内部时钟，它由于是内部的RC振荡器，这个基础决定了它：

1.精度不太高。

2. 不同的MCU有一定的差异，即一致性较差。

3. 受温度影响较大，比如说温度升高，可能频率就升高。

在一些要求精度的场合，LSICLK就会被pass。

其次我们再来看看HSECLK，它是外部高速时钟，一般是晶振。这个精度就高了吧?是的，它精度高了，但是我们RTC的一些应用场合是在低功耗模式下的。MCU在低功耗模式下HSE振荡器是会被关闭的，这个时候RTC就不能正常计数了，可能与我们的初衷相悖。所以我们这个时候就使用LSECLK，做RTC的时钟源。

当然，不同场合选择的时钟源不一样，选择的一定是适合的即可。

2.3 RTC的电源域

为保证MCU在低功耗情况下能够正常进行RTC计数，APM32F072单独给其设计了一个电源域Vbat，只要该电源域保持相应的电压，RTC就能持续计数下去。

3 异常分析

讲解完RTC的基础知识后我们回过头，看看出现异常的情形再现。程序运行在APM32F072MINI板上，通过拔插J6/J8(蓝色的)跳线帽模拟对MCU的VDD及VDDA电源的控制。J9(绿色)跳线帽始终保持连接，即Vbat电源是持续提供的。

异常现象：

1.拔插J6/J8(蓝色的)跳线帽模拟对MCU的VDD及VDDA电源的控制。

2. 每次RTC时间都会恢复初值。

3.1 排查硬件

我们先考虑硬件上的问题：RTC在蓝色跳线帽拔插后还能不能正常工作?

由于J9(绿色)跳线帽始终保持连接，我们通过“RTC的电源域”分析RTC是正常供电的，它的计数理论上是不会被影响的。

那么我们回过头来：拔插J6/J8(蓝色的)跳线帽模拟对MCU的VDD及VDDA电源的控制，影响了什么?

由于MCU的VDD及VDDA重新进行了上下电，我们MCU的程序依赖于HSI/HSE在断电过程中，程序肯定是停止了，而上电后MCU程序进行了复位运行。

好的，硬件上没有影响到RTC的计数，同时我们了解了一个讯息，拔插J6/J8(蓝色的)跳线帽会使得MCU程序重新复位运行。那么我们判断异常问题是否是来自于程序复位运行后?

3.2 查看源码

我们这里直接对其main 函数进行分析。

int main(void)

{

    uint8_t Presec;

    uint32_t data;

    RTC_DATE_T DateStruct;

    RTC_TIME_T TimeStruct;

    APM_MINI_LEDInit(LED2);

    APM_MINI_COMInit(COM1);

    /* RTC Reset */

    RTC_Init();

    RTC_Reset();

    RTC_Init();

    /* RTC Enable Init */

    RTC_EnableInit();

    RTC_ConfigDateStructInit(&DateStruct);

    /* First time Init */

    if ((RTC_ReadBackup(RTC_BAKP_DATA4) && 0X01) == RESET)

    {

        /* Init Date 20/8/22/6 */

        DateStruct.year =  20;

        DateStruct.month = 8;

        DateStruct.date =  22;

        DateStruct.weekday = 6;

        RTC_ConfigDate(RTC_FORMAT_BIN, &DateStruct);

        Delay();

        RTC_WriteBackup(RTC_BAKP_DATA1, RTC->DATE);

        Delay();

        RTC_WriteBackup(RTC_BAKP_DATA4, 0X01);

    }

    /* First time Init */

    if ((RTC_ReadBackup(RTC_BAKP_DATA3) && 0X01) == RESET)

    {

        TimeStruct.H12 = 12;

        TimeStruct.hours = 23;

        TimeStruct.minutes = 59;

        TimeStruct.seconds = 50;

        RTC_ConfigTime(RTC_FORMAT_BIN, &TimeStruct);

        Delay();

        RTC_WriteBackup(RTC_BAKP_DATA0, RTC->TIME);

        Delay();

        RTC_WriteBackup(RTC_BAKP_DATA3, 0X01);

    }

    /* Wait is neccessary */

    Delay();

    /* RTC Disable Init */

    RTC_DisableInit();

    for (;;)

    {

        /* Read last Time */

        Presec = TimeStruct.seconds;

        /* Read time */

        RTC_ReadTime(RTC_FORMAT_BIN, &TimeStruct);

        /* If pass 1 second */

        if (Presec != TimeStruct.seconds)

        {

            APM_MINI_LEDToggle(LED2);

            /* Read Date */

            RTC_ReadDate(RTC_FORMAT_BIN, &DateStruct);

            /* Write DATE information to Backup */

            RTC_WriteBackup(RTC_BAKP_DATA1, RTC->DATE);

            printf(" date = 20%d / %d / %d / %d ",

                   DateStruct.year, DateStruct.month, DateStruct.date, DateStruct.weekday);

            /* Write TIME information to Backup */

            RTC_WriteBackup(RTC_BAKP_DATA0, RTC->TIME);

            printf(" time : %02d:%02d:%02d \r\n",

                   (TimeStruct.hours), (TimeStruct.minutes), (TimeStruct.seconds));

        }

    }

}

我们这里可以看到，RTC是main函数一旦运行，就初始化一次的。而RTC的时钟设置是会去判断备份域的标志才进行的。

好的相信到这里很多小伙伴都看出来问题了。但这里容我卖个关子，因为很多问题并不是这样子浅显的。

我们这里使用串口打印我们main函数执行流程。

1.在初始化RTC前，加入“printf("Init RTC ...\r\n");”

2. 在设置日期前，加入“printf("Init Date 20/8/22/6 \r\n");”

3. 在设置时间前，加入“printf("Init 23:59:50\r\n");”

然后我们编译程序下载至板子后重新给电到MCU(所有电源需要关闭一次，因为备份域的数据只有Vbat断电后才能复位)。接着我们开始刚刚的异常复现的操作。

我们发现RTC的初始化在每次模拟上下电的过程中都被初始化了一次，但时间配置由于备份域的标志一直存在，只会在最初的时候初始化了一次。

所以问题找到：由于每次上下电RTC都会进行初始化，所以才会发生“恢复默认值”的现象。

4 解决问题

问题原因我们已经找到，那我们怎么解决呢?

其实很简单：只需初次上电的时候RTC进行初始化，在**拔插J6/J8(蓝色的)跳线帽模拟对MCU的VDD及VDDA电源的控制**引起的上电复位运行程序时不在初始化RTC即可。修改方法就是RTC进行初始化的代码放到“设置日期”的分支里面即可。

最后效果：

5 总结

本贴就记录一位小伙伴的小bug进行的一个分享，其实对于一些bug，我们也是有相关的问题查找思路：

1. 对待该模块要熟悉，熟悉它的硬件设计。如RTC这个问题要熟悉其工作的基本原理，供电的基本原理。

2. 首先排查硬件问题，由于嵌入式软件是在硬件的基础上运行的，若地基有异常，软件无论如何调整，都有可能得不到想要的结果。

3. 其次排查软件设计流程，软件的设计流程看看是否符合我们的预期。

4. 最后排查模块的初始化流程，有一些小问题就是我们的模块初始化不正确所导致的。