Насколько я понимаю, что по умолчанию PA13 AF0 это дебаг. В лоб ремапа как на 103 на этих процах кажется нет. Так что попробуйте установить какую-нибудь неиспользуемую альтернативную функцию, например 2
Как по мне дисплей последовательный лучше брать с spi, а не i2c потому что тогда проще буфер сливать в него по DMA, а ядро пусть своими делами занимается.
Два прибора с одинаковыми адресами, если они должны что-то отвечать процессору (99.9% случаев) на одном i2c контроллере жить не будут. Но у F7(Вы не написали какого, но кажется у всех) обычно 3 контроллера. Вот по ним и раскидывайте.
Можно к RX/TX логическим анализатором прицепиться. Заодно и таймауты увидеть. Возможно проблема с эхом (например Вы его ловите вместо ответа). Или с парсером.
Да, я тоже думал отдельно зарядку (ну например на LTC4054 или MCP73831), преобразователь питания на том же MCP16301 и переключать аккум по пропаданию внешнего напряжения. А переключать чем?