BKP 与 RTC 时钟
1. 为什么需要 BKP 与 RTC
RTC 提供低功耗、掉电保持的日历与秒计数能力，是日志时间戳、定时任务、离线设备“走时”的基础。
BKP 备份域在主电源 VDD 断电时，由 VBAT 维持，里面的 RTC、备份寄存器、部分控制/状态逻辑仍可保持工作/记忆。
组合优势：掉电不丢时间、系统复位不清零、可记录“上次校时标志/序列号/参数”。
2. 备份域（BKP）到底包含什么
以 STM32F1 为例（不同子系列容量不同）
供电路径：VDD 正常供电；掉电后由 VBAT(1.8–3.6V) 维持。
数据寄存器 DRx：16 位若干个（如 DR1…DR42），可存应用数据、标志、CRC、序列号等。
控制/状态：BKP/RTC 访问使能、校准相关位、时钟源选择、复位/同步标志。
Tamper：防拆/入侵检测引脚，触发时可选自动清空 DRx。
RTC 校准/输出相关寄存器：用于粗调 RTC 走时，或输出 1 Hz 等信号到外脚。
典型用途
“是否已校时”标志位
设备首次运行时间、累计工作时长
最近一次 Unix 时间戳、时区/偏移
小量配置参数（掉电保持）
3. RTC 简介与时钟源
3.1 RTC 的职责
以指定时基（LSE/LSI/HSE/128）计数，经预分频得到 1 Hz 秒脉冲。
32 位可编程计数器 CNT 以 1 Hz 递增（常见模型），可直接作为**“秒计时器”**使用。
提供 Alarm（ALR）、Second（SEC）、Overflow（OW） 等事件/中断。
3.2 三类常见 RTC 时钟源
| 时钟源 | 典型频率 | 优点 | 缺点 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| LSE 外部低速晶振 | 32.768 kHz | 精度好、温漂小、功耗低 | 启振慢，对电路要求高 | 推荐为 RTC 主时基 |
| LSI 内部 RC | 约 40 kHz | 无需外部器件、启动快 | 精度差，温漂大 | 无法上晶振或精度要求不高 |
| HSE/128 分频 | 8 MHz/128=62.5 kHz（示例） | 复用已有晶振 | 功耗较高、受系统时钟影响 | 少用，适合无 LSE 场景 |
工程建议：如无特殊限制，优先 LSE。需要“即插即用”且不追求长期精度可考虑 LSI。
4. RTC 内部框图与寄存器作用
以 “PRL/DIV/CNT/ALR + 三类中断” 为核心链路：
PRL（预分频重装值）：设置“预分频目标值”。当计数器从该值减到 0 时产生 Second 事件并重装。
DIV（余数寄存器/当前预分频计数）：实时显示预分频器的计数状态（只读）。
CNT（32 位计数器）：通常以 1 Hz 递增，代表“秒数”。可直接写入初值。
ALR（闹钟值）：当
CNT == ALR时产生 Alarm 事件。溢出（Overflow）：
CNT回绕时产生 OW 事件。
中断与标志位（在 RTC_CRL/RTC_CRH）：
SEC/SECF/SECIE：每秒中断/标志/中断使能
ALR/ALRF/ALRIE：闹钟中断/标志/中断使能
OW/OWF/OWIE：溢出中断/标志/中断使能
RSF：寄存器同步完成标志（读前要等 1）
RTOFF：写操作完成标志（配置结束前须等 1）
CNF：配置模式使能（写 PRL/CNT/ALR 前必须置位）
关键流程记忆：
读寄存器前 等 RSF=1 → 进入配置 CNF=1 → 写 PRL/CNT/ALR → 退出配置 CNF=0 → 等 RTOFF=1
5. 选择分频参数：从时钟源到 1 Hz
假设 RTCCLK = 32768 Hz (LSE)，希望 CNT 每秒加 1，则：
预分频器目标为 32768-1 = 32767（从 32767 计到 0 一共 32768 个脉冲）
将 PRL = 32767，
Second事件即为 1 Hz。
不同内核/系列差异：F2/F4 以后多为 异步/同步双预分频（
PREDIV_A/PREDIV_S），但本质相同：RTCCLK / ((PREDIV_A+1)*(PREDIV_S+1)) = 1 Hz。F1 系列常见的是“PRL（重装值）+ DIV（当前计数）”。
6. 校准（Calibration）与精度评估
ppm 转“每天偏差秒数”：
20 ppm ≈ 1.728 s/天，1 个月约快/慢 ~ 52 s。
校准手段：
硬件校准寄存器（如
BKP_RTCCR或新 RTC 的平滑校准）：通过丢/补时钟脉冲微调频率。策略校准：定期 NTP/GPS/上位机校时，以秒级“微调”（不要大跳，避免业务抖动）。
7. Tamper（入侵检测）
通过 TAMPER 引脚或内部事件检测入侵，配置后可在触发时 自动清除所有 BKP 数据寄存器 并产生中断/事件。
适合敏感数据的“防篡改自毁”：密钥、授权信息等存 BKP；一旦 Tamper 触发立即清除。
8. 硬件电路与选型要点
8.1 VBAT 供电（两路“或”）
常见做法：主 3.3 V 与纽扣电池通过肖特基二极管做“或门”，再到 VBAT；旁路 0.1 µF 去耦。
选择低正向压降二极管，降低掉电切换时的压降变化。
8.2 LSE 晶振电路
频率 32.768 kHz，数据手册会给出推荐 负载电容 C_L 与 驱动电平。
外部电容计算（粗略）：
若
C_L = 12.5 pF、板级杂散C_stray ≈ 2–3 pF，则C1=C2 ≈ 18–21 pF；实际以原厂推荐值为准。关注 ESR 与 Drive Level，避免过驱导致老化或启振失败。
8.3 外置 RTC 模块（如 DS3231）
I²C 接口、内置温补，精度优于裸 LSE，可作为需要高长期稳定性场景的方案。
9. 访问备份域与 RTC 的“必备步骤”
开启时钟：
RCC_APB1ENR打开 PWR 与 BKP 时钟。取消写保护：
PWR_CR.DBP = 1，允许访问备份域。选择 RTC 时钟源：使能 LSE 并等待稳定；选择为
RTCCLK。使能 RTC：
RCC->BDCR.RTCEN = 1。等待同步：读/写前等待
RSF=1。进入配置：
CNF=1；写 PRL/CNT/ALR。退出配置：
CNF=0；等待RTOFF=1。使能中断（可选）：
SECIE/ALRIE/OWIE，并配置 NVIC。恢复写保护：
DBP=0（上线产品建议）。
注意：改变 RTC 时钟源会复位备份域（不同系列略有差异），必要时先备份再恢复。