F407WeatherClock

基于 STM32F407 + FreeRTOS + ESP-AT 的桌面 WiFi 智能气象时钟。

项目简介

本项目以 STM32F407 高性能微控制器为核心，运行 FreeRTOS 实时操作系统，并设计了非阻塞的异步工作队列（WorkQueue）。配合 ESP8266/ESP32 WiFi 模块（AT 固件），实现自动连接 WiFi、同步 NTP 网络时间以及请求心知天气（Seniverse）API 获取实时室外天气与温度。结合 DHT11 采集室内温湿度，并在 240×240 彩色 LCD 屏上呈现精致的拟态卡片式 UI 界面。

功能特性

• 现代拟态 UI 布局:
  • 顶部时间大卡片：展示 WiFi 连接状态、年月日、大字号时钟与动态闪烁冒号
  • 室内环境卡片：DHT11 实时检测室内温度与湿度
  • 室外气象卡片：心知天气 API 解析，动态显示天气图标（晴、阴、雨、雪等）及室外温度
• FreeRTOS + WorkQueue 架构:
  • 异步事件驱动，网络请求与耗时传感器采集在工作队列中执行，避免阻塞 UI 刷新
• ESP-AT 驱动封装:
  • 包含 WiFi 配置连接、NTP 时间同步、HTTP GET 报文构造与 JSON 格式天气数据解析
• 字体与图像渲染:
  • 内置定制 Maple Mono 多字号字体库（54px / 24px / 20px / 16px）及天气图标资源

硬件与外设

• 主控芯片: STM32F407 系列 (ARM Cortex-M4, 168MHz)
• 显示外设: 240×240 SPI 彩色 LCD 屏幕
• 网络模块: ESP8266 / ESP32（烧录标准 AT 固件）
• 传感器: DHT11 温湿度传感器
• 片上外设: SPI（LCD驱动）、USART（串口调试及ESP通信）、RTC、DMA

目录结构

• Core/: 系统时钟配置、中断向量及 FreeRTOS 核心任务逻辑
• MiddleDriver/:
  • LCD.c / .h: 屏幕绘制与显示队列
  • ESP_AT.c / .h: ESP 模块 AT 指令封装与 HTTP 天气请求
  • DHT11.c / .h: 温湿度传感器驱动
  • workqueue.c / .h: 轻量级工作队列实现
  • font/: 多尺寸英文字体定义
  • image/: 天气与状态图标资源
• Drivers/: STM32F4xx HAL 驱动库与 CMSIS
• MDK-ARM/: Keil MDK 工程文件 (Test1.uvprojx)

开发环境

• IDE: Keil MDK-ARM (v5 及以上)
• 配置工具: STM32CubeMX (Test1.ioc)
• 工程文件: MDK-ARM/Test1.uvprojx