# SD2506 RTC 测试规范

## 1. 概述

本文档定义 SD2506API-G 高精度温补实时时钟驱动（STM32F407ZGTx，I2C1 接口 PB6-SCL / PB7-SDA）的测试规范。RTC 为本地外设，测试**无需 PC 配合**（仅串口日志观察），覆盖时间读写、写保护（WRTC）解锁时序、跨重启持久化三大主题。测试按阶段（`TM-RTC-NN`）组织，每阶段含独立用例（`TC-RTC-NNN`）。

> **背景**：本驱动曾出现"时间同步后写入不生效、重启回到旧时间"的缺陷。根因是 `sd2506_write_enable()` 的 WRTC 解锁时序与 SD2506API-G 实际位布局不符——写操作 I2C 返回 OK，但芯片因写保护未真正打开而**静默忽略**数据。本测试 Phase 2 用穷举探测法定位正确时序。

### 设计原则

| 原则 | 描述 | 验证用例 |
|------|------|----------|
| DP-01 | 写保护时序正确：写时间前必须用正确的 WRTC 解锁时序打开 CTR1/CTR2 写保护，否则写被芯片静默忽略（I2C 仍返回 OK） | TC-RTC-002、TC-RTC-101、TC-RTC-201 |
| DP-02 | 时间须一次性 7 字节写入（00H~06H），不可单独写某一时间寄存器 | TC-RTC-002 |
| DP-03 | 跨重启持久化：写入后由纽扣电池/充电维持，重启后读回一致 | TC-RTC-201 |
| DP-04 | 24 小时制 + 自动复位（ARST）配置正确，时间寄存器可读 | TC-RTC-001 |

### SD2506 关键参数

| 参数 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| I2C 器件地址（7 位） | `0x32` | HAL 用 8 位：写 `0x64`、读 `0x65`（`SD2506_I2C_ADDR_WRITE/READ`） |
| 接口 | I2C1（PB6-SCL / PB7-SDA） | CubeMX 已完成初始化 |
| 时间寄存器 | `00H` SEC ~ `06H` YEAR（BCD） | 一次性连续读写 7 字节 |
| 控制寄存器 | `0FH` CTR1、`10H` CTR2 | WRTC（写 RTC 保护）位在此 |
| 24 小时制 | HOUR 寄存器 bit7 = `1` | `sd2506_set_time` 写 `hour \| 0x80` |
| YEAR 存储 | 后两位 BCD（`year % 100`） | `get_time` 回读 `+2000` 还原 |
| 写保护宏（头文件注释） | `SD2506_CTR1_WRITE_ON = 0xFF`、`SD2506_CTR1_WRITE_OFF = 0x7B` | `sd2506.h:124-126` 记载的"使能/禁止"建议值 |

> **关键约束**：SD2506 的 WRTC 位布局在不同参考设计/批次间存在差异。本驱动原实现（`sd2506_write_enable()` @ `sd2506.c:121`）采用 `CTR2=0x80, CTR1=0x84`（源自 SD2403 参考），但实测未生效；头文件宏则指向 `CTR1=0xFF`。**正确时序须由 Phase 2 探测确认，不得臆测**。

### 测试环境

```
MCU: STM32F407ZGTx @ 168MHz, Keil MDK-ARM v5 (ARMCC)
外设: SD2506API-G (I2C1, PB6/PB7)，纽扣电池或充电供电
工具: 串口终端（观察 DBG_INFO 日志），无 PC 网络端
```

### 构建模式与执行顺序

测试固件复用既有 `ch395fTestTask`（`StartCh395fTestTask`）调度框架，SD2506 作为独立 `TEST_SUITE_RTC` 套件接入，不新增 FreeRTOS 任务；三个相位顺序执行（Phase 1 → 2 → 3）。各相位由 `test/sd2506_test.h` 的 `ENABLE_RTC_*` 宏独立开关，套件整体由 `test/test_config.h` 的 `TEST_SUITE_RTC` 选择。

| 构建宏 | 相位 | 说明 |
|--------|------|------|
| `ENABLE_RTC_BASIC_TESTS` | Phase 1 | 公共 API 基本读写 / 走时 |
| `ENABLE_RTC_WRTC_PROBE_TESTS` | Phase 2 | WRTC 解锁时序穷举探测 |
| `ENABLE_RTC_PERSIST_TESTS` | Phase 3 | 跨重启持久化（需人工重启核验） |

**执行顺序严格递增**：先确认 Phase 1（若 FAIL 即证明当前驱动写无效），再 Phase 2（定位正确 WRTC 时序），最后 Phase 3（用命中时序验证持久化）。

### 启用测试

本测试复用既有 `ch395fTestTask`（`StartCh395fTestTask`）调度框架，作为独立 `TEST_SUITE_RTC` 套件接入，不新增 FreeRTOS 任务。

1. **Keil 工程**：把 `test/sd2506_test_task.c` 加入 `test/` 组（与 `ch395f_test_task.c` 等同级）；`Options → C/C++ → Include Paths` 确认已含 `..\test`（其它测试套件已配置，无需重复添加）。
2. **选择套件**：编辑 `test/test_config.h`，注释掉其它 `TEST_SUITE_*`，取消注释 `#define TEST_SUITE_RTC`。一次构建仅能启用一个套件（互斥 `#error` 保护）。
3. **阶段开关**：编辑 `test/sd2506_test.h`，按需取消注释 `ENABLE_RTC_BASIC_TESTS` / `ENABLE_RTC_WRTC_PROBE_TESTS` / `ENABLE_RTC_PERSIST_TESTS`（默认全开）。
4. `@build` 验证 `0 Error(s), 0 Warning(s)` 后烧录，板子启动后 `StartCh395fTestTask` 自动进入 RTC 套件并顺序执行 Phase 1→2→3。

---

## 2. 阶段 1：基本读写（公共 API）

| 阶段 ID | TM-RTC-01 |
|---------|-----------|
| **类型** | 独立运行 |
| **耗时** | ~5 秒 |
| **入口** | `StartCh395fTestTask → TEST_SUITE_RTC → sd2506_test_run()` → `sd2506_phase_basic()` |
| **出口** | 串口 `Phase 1 basic: N/N PASSED (failed=0)` |

### TC-RTC-001: 初始化与读取

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-RTC-001 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | 验证 `sd2506_init()` 通信正常并可读取当前时间 |
| **前置条件** | 1. I2C1 已初始化<br>2. 未启用其他会并发访问 I2C 的测试 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `sd2506_init()` | 返回 `0`（`SD2506_OK`） | 返回 `-2`（`SD2506_I2C_ERROR`，I2C 通信失败/芯片未响应） |
| 2 | `sd2506_get_time(&r)` 读取当前时间 | 返回 `0` 且 `r.year` 落在 `2000~2099`、月/日/时/分/秒为合法 BCD 范围 | 返回非零，或字段越界（如月>12、秒>59） |

**通过标准**：2/2 通过，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：DP-04

---

### TC-RTC-002: 写入后回读比对（核心判定）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-RTC-002 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | 写固定时间 `2026-08-28 12:00:00`，立即回读并比对 |
| **前置条件** | TC-RTC-001 通过 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `sd2506_set_time(&t)`（t = 2026-08-28 12:00:00） | 返回 `0` | 返回非零（I2C 错误） |
| 2 | `sd2506_get_time(&r)` 立即回读 | 返回 `0` 且 `r` 与 `t` 的 年月日时分 完全一致、`秒` 允许 `±1`（回读期间走 1 秒） | 回读字段不符（尤其时分秒） |

**通过标准**：回读与写入一致（秒允许 +1）。若 FAIL → **证明当前 `sd2506_write_enable()` WRTC 时序无效，写被芯片静默忽略**，直接进入 Phase 2 定位。

**覆盖原则**：DP-01、DP-02

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### TC-RTC-003: 走时验证

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-RTC-003 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | 写后等待 3 秒，确认时间向前推进约 3 秒 |
| **前置条件** | TC-RTC-002 通过（写已生效） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | 记录 `set` 后回读时间，调用 `osDelay(3000)` 后再 `sd2506_get_time` | 时间前进 `2~5` 秒（含测试开销） | 时间不前进 / 回退（振荡器或配置异常） |

**通过标准**：时间单调前进且增量合理。任一异常 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：DP-04

---

## 3. 阶段 2：WRTC 解锁时序探测

| 阶段 ID | TM-RTC-02 |
|---------|-----------|
| **类型** | 独立运行 |
| **耗时** | ~3 秒 |
| **入口** | `StartCh395fTestTask → TEST_SUITE_RTC → sd2506_test_run()` → `sd2506_phase_wrtc_probe()` |
| **出口** | 串口 `Phase 2 WRTC probe: N/N PASSED (failed=0)` 及 `BEST sequence: ...` |

**分层说明**：本阶段为**黑盒 + 原始 I2C 诊断**，不依赖 `sd2506_write_enable()` 内部实现。直接以 `HAL_I2C_Mem_Write` 按不同 CTR1/CTR2 组合解锁→写 7 字节时间→立即回读，哪组能让写生效即为正确时序。每组写一组**互不相同的哨兵时间**，避免误判。

> 探测结论用于修正 `sd2506.c` 的 `sd2506_write_enable()`（@ `sd2506.c:121`）与 `sd2506_write_disable()`（@ `sd2506.c:142`）。

### TC-RTC-101: WRTC 候选序列穷举

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-RTC-101 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 / 诊断 |
| **标题** | 穷举 8 组 CTR1/CTR2 解锁序列，找出令时间写生效的那组 |
| **前置条件** | 1. I2C1 正常<br>2. 无其它任务并发写 RTC |

**候选序列表**（索引 i，每组写哨兵 `2020+i` 年避免互相干扰）：

| idx | CTR1 | CTR2 | 顺序 | 说明 |
|-----|------|------|------|------|
| 0 | `0xFF` | `0x00` | CTR1→CTR2 | 仅 CTR1（依照 `sd2506.h` 宏 `SD2506_CTR1_WRITE_ON`）— **最可能正确** |
| 1 | `0x84` | `0x80` | CTR2→CTR1 | 当前驱动 `sd2506_write_enable` 实现（SD2403 参考，待测） |
| 2 | `0x84` | `0x80` | CTR1→CTR2 | 同上，调换写顺序 |
| 3 | `0xFF` | `0x80` | CTR2→CTR1 | CTR1=0xFF 叠加 CTR2=0x80 |
| 4 | `0x00` | `0x80` | CTR2→CTR1 | 仅 CTR2（WRTC1） |
| 5 | `0x80` | `0x00` | CTR1→CTR2 | 仅 CTR1 bit7（WRTC1） |
| 6 | `0x70` | `0x00` | CTR1→CTR2 | CTR1 bit6/5/4 |
| 7 | `0x86` | `0x00` | CTR1→CTR2 | CTR1 bit7+bit2（WRTC3+WRTC2） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | 对每组候选：按指定顺序写 CTR1/CTR2 → 写 7 字节哨兵时间 → 立即回读 | 回读与哨兵一致（秒允许 +1） | 回读不符（写被忽略，该组无效） |
| 2 | 汇总 8 组结果，记录首个 PASS 的组为 `BEST` | 至少 1 组 PASS，串口打印 `BEST sequence: CTR1=.. CTR2=.. ctr1_first=..` | 0 组 PASS |

**通过标准**：至少 1 组 PASS，且打印出 `BEST sequence`。若 0 组 PASS → WRTC 不是根因，转查电池/充电/其它写入路径。

**覆盖原则**：DP-01

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## 4. 阶段 3：跨重启持久化

| 阶段 ID | TM-RTC-03 |
|---------|-----------|
| **类型** | 需物理操作（重启板卡） |
| **耗时** | ~10 秒 + 人工重启 |
| **入口** | `StartCh395fTestTask → TEST_SUITE_RTC → sd2506_test_run()` → `sd2506_phase_persist()` |
| **出口** | 串口 `Phase 3 persist: N/N PASSED (failed=0)` |

**前提**：Phase 2 必须已命中 `BEST sequence`（即 `s_best_found == 1`）。若未命中，本阶段跳过并打印指引。

### TC-RTC-201: 写哨兵时间 + 重启核验

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-RTC-201 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 恢复测试 / 持久化 |
| **标题** | 用命中时序写哨兵 `2026-09-09 09:09:09`，重启后读回应一致 |
| **前置条件** | TC-RTC-101 已命中 `BEST sequence` |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | 用 `BEST` 序列写哨兵时间 `2026-09-09 09:09:09` | 写返回 OK 且立即回读一致 | 写失败 / 回读不符（`BEST` 序列存疑） |
| 2 | 串口提示 `USER ACTION: reboot board, check boot log 'SD2506 time:' == 2026-09-09 09:09:09` | 用户重启后，板子开机日志 `SD2506 time:` 行显示 `2026-09-09 09:09:09` | 重启后读回为旧时间（电池/充电路径异常，或 `BEST` 序列仍不正确） |

**通过标准**：重启后开机日志时间 == 哨兵值。若不符 → 持久化链路（电池/充电/`sd2506_init` 上电逻辑）存在缺陷，需进一步排查。

**覆盖原则**：DP-03

> 测试任务结束前会自动用 `BEST` 序列恢复测试开始时的原始时间，避免板子停留在哨兵值。

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## 5. 已知陷阱

| 陷阱 | 现象 | 修复 |
|------|------|------|
| WRTC 解锁时序错误 | `sd2506_set_time` 返回 OK，但时间不变化、重启回到旧值 | 以 Phase 2 `BEST sequence` 重写 `sd2506_write_enable()`/`sd2506_write_disable()` |
| 误以为 I2C 返回 OK 即写入成功 | 写保护未开时芯片静默忽略，`HAL_I2C_Mem_Write` 仍返回 `HAL_OK` | 必须**写后回读比对**确认（TC-RTC-002） |
| YEAR 双偏移 | `unix_to_sd2506` 与 `sd2506_set_time` 各减一次 2000，读出年份变成 20xx→溢出为 20xx+2000 | `set_time` 写 `year%100`、`get_time` 读 `+2000`；上层只传完整年 |

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## 附录 A：通过/失败汇总矩阵

| 阶段 | TC ID | 优先级 | 类型 | 状态 |
|------|-------|--------|------|------|
| TM-RTC-01 | TC-RTC-001 | P0 | 功能测试 | 待测 |
| TM-RTC-01 | TC-RTC-002 | P0 | 功能测试 | 待测 |
| TM-RTC-01 | TC-RTC-003 | P1 | 功能测试 | 待测 |
| TM-RTC-02 | TC-RTC-101 | P0 | 诊断 | 待测 |
| TM-RTC-03 | TC-RTC-201 | P0 | 恢复测试 | 待测 |

## 附录 B：测试覆盖 vs 设计原则

| 原则 | 覆盖用例 |
|------|----------|
| DP-01 写保护时序正确 | TC-RTC-002、TC-RTC-101、TC-RTC-201 |
| DP-02 一次性 7 字节写入 | TC-RTC-002 |
| DP-03 跨重启持久化 | TC-RTC-201 |
| DP-04 24H + ARST 配置 | TC-RTC-001、TC-RTC-003 |