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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。
- 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）。 - 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）。 - 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）。 @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 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
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 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
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。
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 |
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 |