2019年08月20日 | stm32之备份寄存器(BKP)应用（侵入检测中断）

前言：很多的嵌入式设备使用过程中，当系统掉电时，往往需要把一些用户设置的参数保存起来，或者是将掉电前的一些状态信息保存，或者是统计系统重启次数。保存这些动态信息其实有很多种方法，第一种：在系统掉电前保存到片内flash，但是对flash的读写是按页操作，对于保存一些少量的数据来说并不合算。第二种：在系统掉电前保存在片外的EEPROM，可以根据需要选用合适的EEPROM存储的大小，但这样需要增加额外电路，增加成本。第三种：利用片内的备份寄存器里的后备数据寄存器存储。对于一些中、小型容量产品来说，有10个16位的数据后备寄存器。与前两种不同，它需要将引脚接上电池，否则数据会丢失。下面对备份寄存器深入了解。

1.备份寄存器的特性

     ● 20字节数据后备寄存器(中容量和小容量产品)，或84字节数据后备寄存器(大容量和互联型产品)

     ● 用来管理防侵入检测并具有中断功能的状态/控制寄存器

     ● 用来存储RTC校验值的校验寄存器。

     ● 在PC13引脚(当该引脚不用于侵入检测时)上输出RTC校准时钟，RTC闹钟脉冲或者秒脉冲

备份寄存器在后备供电区域里，当电源被切断，他们仍然由维持供电。当系统在待机模式下被唤醒，或系统复位或电源复位时，他们也不会被复位。下面主要介绍入侵检测和数据后备寄存器的应用，关于RTC部分单独一篇介绍。备份寄存器之所以与RTC有关，是因为RTC在电源切断后也是需要保持计数。

2.侵入检测功能

当TAMPER引脚（即PC.13）上的信号从0变成1或者从1变成0(取决于备份控制寄存器BKP_CR的TPAL位)，会产生一个侵入检测事件（即使切断）。侵入检测事件将所有数据备份寄存器内容清除。

然而为了避免丢失侵入事件，侵入检测信号是边沿检测的信号与侵入检测允许位的逻辑与，从而在侵入检测引脚被允许前发生的侵入事件也可以被检测到。

● 当TPAL=0时（高电平有效）：如果在启动侵入检测TAMPER引脚前(通过设置TPE位)该引脚已经为高电平，一旦启动侵入检测功能，则会产生一个额外的侵入事件(尽管在TPE位置’1’后并没有出现上升沿)。

● 当TPAL=1时（低电平有效）：如果在启动侵入检测引脚TAMPER前(通过设置TPE位)该引脚已经为低电平，一旦启动侵入检测功能，则会产生一个额外的侵入事件(尽管在TPE位置’1’后并没有出现下降沿)。

注意：对TAMPER引脚的检测，可以是边沿触发（上升沿、下降沿），也可以是电平触发，后者需要启用中断配合，下面会讲解。产生侵入事件会将备份寄存器复位，产生事件的同时也可以通过软件使能中断，进入一个侵入检测中断TAMPER_IRQHandler。当然中断不使能，事件仍然会发生。

3.代码设计

涉及到的寄存器不逐一介绍，下面通过标准库里的函数进行开发。如果需要直接操作寄存器可以打开相应库函数的定义，函数里面也是执行寄存器的操作，将其内容复制出来即可。

#include "stm32f10x.h"

#include "stdio.h"

void TAMPER_ITConfig(void);

static void NVIC_Configuration(void);

static void USART1_Config(void);

int main(void)

{

unsigned short i;

char ch;

        USART1_Config();//串口1输出调试信息

        NVIC_Configuration();//配置串口接收中断的优先级

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//使能电源管理单元的时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//使能后备寄存器访问

        BKP_TamperPinCmd(DISABLE); //先关闭侵入检测引脚

        BKP_ITConfig(DISABLE);      //关闭侵入中断

        BKP_TamperPinLevelConfig(BKP_TamperPinLevel_Low); //设置检测引脚低电平有效

        BKP_ClearFlag(); //清除侵入检测事件

        TAMPER_ITConfig();//配置中断优先级并打开侵入中断，不需要进入中断可以注释掉这句，并不影响侵入事件的发生

        BKP_TamperPinCmd(ENABLE);//开启侵入检测引脚

#if 0 //调试方法一

printf("上电读取BKP数据：rn");

for(i=0x0004;i<=0x0028;i+=4){    // baseaddr：0x0004~0x0028  共10个16位的数据后备寄存器 

printf("%c ",BKP_ReadBackupRegister(i));

}

printf("rn");

printf("往BKP写入数据：rn");

ch='a';

for(i=0x0004;i<=0x0028;i+=4){ 

BKP_WriteBackupRegister(i,ch++);

printf("%c ",BKP_ReadBackupRegister(i));

}

printf("rn");

#else //调试方法二

i=BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);

printf("上电次数%d rn",i);

i++;

BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,i);

#endif

while(1)

{

  }

}

void TAMPER_ITConfig(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TAMPER_IRQn; 

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化侵入中断的优先级

BKP_ITConfig(ENABLE);//使能侵入中断

}

void USART1_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

//配置串口1（USART1）时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

       //配置串口1（USART1 Tx (PA.09)）

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//配置串口1 USART1 Rx (PA.10)

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//串口1模式（USART1 mode）配置 

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//一般设置为9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口 

USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

}

int fputc(int ch, FILE *f)//重写标准库的fputc函数

{

//将Printf内容发往串口

USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch);

while( USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!= SET);

return (ch);

}

static void NVIC_Configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;  

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

在stm32f10x_it.c文件加入：

void TAMPER_IRQHandler(void)

{

    if(BKP_GetITStatus()!=RESET){

        printf("触发侵入中断rn");

BKP_ClearITPendingBit();//清除侵入检测中断

BKP_ClearFlag();//清除侵入检测事件

//如果将下面两句执行，那么就变成电平触发，导致的现象：若PC.13引脚保持有效电平，则系统会反复进入中断

         //BKP_TamperPinCmd(DISABLE);

         //BKP_TamperPinCmd(ENABLE);

    }

}

首先需要准备两个独立的电源，将板子的和PC.13（侵入检测引脚）接到一个电源（因为我的板子没有电池），将接到另一个电源，并且将两个电源共地。并串口1接到电脑，利用电脑上位机显示调试打印信息。

其次，编译下载程序，打开串口助手，按下板子的复位键（我这里按了四次），也可以切断再上电反复四次，如下图：

可看出，不管系统复位还是掉电，上电次数得到了记录。下面将PC.13引脚从高电平且换到低电平（产生一个侵入信号），再进行系统复位或重新上电（我这里按了两次复位）：

可看出，侵入事件发生后，备份寄存器里的数据被复位。当掉电时，PC.13引脚仍然在检测，若出现下降沿，备份寄存器也会进行复位，这个可以自行验证。还有上面提到的电平触发，也可以自行验证。我自己验证过，这里不做赘述。