# WaterWarm

**Repository Path**: tangs-kingki/water-warm

## Basic Information

- **Project Name**: WaterWarm
- **Description**: V1.0
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-02-07
- **Last Updated**: 2026-02-08

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# AT32F403ACGT7 即热式饮水机控制系统

![License](https://img.shields.io/badge/license-MIT-blue.svg)
![Gitee Stars](https://gitee.com/tangs-kingki/water-warm/badge/star.svg?theme=dark)
![Gitee Forks](https://gitee.com/tangs-kingki/water-warm/badge/fork.svg?theme=dark)
![Platform](https://img.shields.io/badge/platform-AT32F403ACGT7-green.svg)
![FreeRTOS](https://img.shields.io/badge/RTOS-FreeRTOS-orange.svg)

## 🚀 项目概述

**WaterWarm** 是一款基于雅特力AT32F403ACGT7微控制器的智能即热式饮水机控制系统。本项目采用先进的Cortex-M4内核处理器，结合FreeRTOS实时操作系统，实现了精准的温度控制、流量计量和智能用户交互。

**Gitee仓库**: [https://gitee.com/tangs-kingki/water-warm](https://gitee.com/tangs-kingki/water-warm)

### ✨ 核心特性
- **高性能主控**：AT32F403ACGT7，240MHz主频，256KB Flash，96KB SRAM
- **实时操作系统**：FreeRTOS实现多任务调度
- **精准温控**：PID算法实现±0.5℃控温精度
- **智能交互**：4位数码管显示 + 拟人化按键设计
- **安全可靠**：多重安全保护机制（防干烧、过温保护等）
- **高效加热**：1800W纳米厚膜加热管，3秒出热水

### 🎯 应用场景
- 家用即热式饮水机
- 办公室饮水设备
- 商用饮水设备
- 智能水吧设备

## 📖 目录
- [硬件架构](#硬件架构)
- [软件架构](#软件架构)
- [项目结构](#项目结构)
- [快速开始](#快速开始)
- [编译烧录](#编译烧录)
- [配置说明](#配置说明)
- [测试验证](#测试验证)
- [贡献指南](#贡献指南)
- [许可证](#许可证)
- [技术支持](#技术支持)

## 🛠️ 硬件架构

### 主控芯片
- **型号**：AT32F403ACGT7 (LQFP48封装)
- **内核**：ARM Cortex-M4，支持DSP指令和FPU
- **主频**：240MHz
- **存储**：256KB Flash，96KB SRAM
- **工作电压**：2.6V~3.6V

### 外设模块
| 模块 | 型号/规格 | 功能描述 |
|------|-----------|----------|
| 加热模块 | 纳米厚膜加热管，1800W | 快速加热，热效率≥98.5% |
| 温度传感器 | DS18B20防水型 | 精准温度检测，±0.5℃精度 |
| 流量传感器 | YF-S201霍尔流量计 | 脉冲计数，精确计量出水量 |
| 显示模块 | TM1637 4位数码管 | 温度/水量/状态显示 |
| 存储模块 | AT24C02 EEPROM | 参数存储，断电记忆 |
| 水泵控制 | 微型隔膜泵，12V | 精确控制出水量 |
| 蜂鸣器 | 无源蜂鸣器 | 操作提示音 |

### 电源系统
- **输入**：220V AC → 开关电源 → 18V/10A DC
- **控制电源**：5V→3.3V LDO（MCU和传感器）
- **加热电源**：18V DC直供加热管
- **安全设计**：高低压物理隔离，过压过流保护

## 💻 软件架构

### 系统架构
```
┌─────────────────────────────────┐
│          应用层 (Application)    │
├─────────────────────────────────┤
│ 用户界面 │ 温度控制 │ 流量计量 │
│ 安全保护 │ 系统管理 │ 参数存储 │
├─────────────────────────────────┤
│         中间件层 (Middleware)    │
├─────────────────────────────────┤
│ FreeRTOS │ 通信协议 │ 算法库   │
├─────────────────────────────────┤
│     硬件抽象层 (HAL/BSP)        │
├─────────────────────────────────┤
│ GPIO │ ADC │ PWM │ I2C │ USART │
└─────────────────────────────────┘
```

### FreeRTOS任务设计
| 任务名 | 优先级 | 堆栈大小 | 功能描述 |
|--------|--------|----------|----------|
| UI_Task | 3 | 512B | 用户界面处理，按键扫描，显示更新 |
| Temperature_Task | 4 | 1024B | 温度采集，PID控制，加热管理 |
| Flow_Task | 3 | 512B | 流量计量，水泵控制，水量统计 |
| Safety_Task | 5 | 256B | 安全监控，异常检测，保护动作 |
| System_Task | 2 | 256B | 系统管理，参数存储，状态维护 |

## 📁 项目结构

```
AT32F403ACGT7_WorkBench/
├── libraries/                    # 外设驱动库
│   ├── cmsis/                   # CMSIS核心支持
│   └── drivers/                 # AT32外设驱动
├── middlewares/                 # 中间件
│   └── FreeRTOS/               # FreeRTOS实时操作系统
├── project/                     # 工程文件
│   ├── inc/                    # 头文件目录
│   │   ├── at32f403a_407_conf.h
│   │   ├── at32f403a_407_int.h
│   │   ├── at32f403a_407_wk_config.h
│   │   ├── FreeRTOSConfig.h    # FreeRTOS配置
│   │   ├── freertos_app.h      # FreeRTOS应用头文件
│   │   └── wk_*.h              # 各外设驱动头文件
│   ├── src/                    # 源文件目录
│   │   ├── main.c              # 主程序
│   │   ├── freertos_app.c      # FreeRTOS任务实现
│   │   ├── wk_*.c              # 各外设驱动实现
│   │   └── at32f403a_407_*.c   # 系统文件
│   └── MDK_V5/                 # Keil MDK工程
│       ├── AT32F403ACGT7_WorkBench.uvprojx
│       ├── startup_at32f403a_407.s
│       └── objects/            # 编译输出
├── water-warm/                  # 相关资源文件
├── AT32F403ACGT7芯片手册.pdf    # 芯片数据手册
├── AT32F403ACGT7_WorkBench.ATWP # AT32 Work Bench工程
└── README.md                   # 项目说明文档
```

## 🚦 快速开始

### 硬件准备
1. AT32F403ACGT7开发板或自定义PCB
2. SWD调试器（J-Link/ST-Link）
3. USB转串口模块（用于调试）
4. 即热式饮水机硬件模块（加热管、传感器等）

### 软件准备
1. 安装Keil MDK uVision V5或AT32 Work Bench
2. 安装ARM Compiler工具链
3. 安装对应芯片的Device Pack
4. 克隆本仓库到本地

```bash
git clone https://gitee.com/tangs-kingki/water-warm.git
cd water-warm
```

## 🔧 编译与烧录

### 开发环境
- **IDE选项1**：Keil MDK uVision V5（推荐）
- **IDE选项2**：AT32 Work Bench（图形化配置）
- **编译器**：ARM Compiler V6
- **调试器**：J-Link / ST-Link / DAP-Link
- **操作系统**：Windows 10/11

### 编译步骤（Keil MDK）
1. 打开 `project/MDK_V5/AT32F403ACGT7_WorkBench.uvprojx`
2. 确保工具链配置正确（ARM Compiler）
3. 点击 `Rebuild All` 或 `F7` 编译项目
4. 检查输出窗口，确保0错误，0警告

### 烧录步骤
1. 连接SWD调试器到开发板
2. 在Keil中点击 `Download` 或 `F8`
3. 等待烧录完成，确认校验通过
4. 复位设备或重新上电运行

## ⚙️ 配置说明

### 系统时钟配置
```c
// 时钟树配置（240MHz系统时钟）
HSE: 8MHz → PLL ×30 → SYSCLK: 240MHz
AHB: 240MHz
APB1: 60MHz (定时器×2 = 120MHz)
APB2: 120MHz
```

### FreeRTOS配置
```c
// FreeRTOSConfig.h 关键配置
#define configUSE_PREEMPTION         1      // 使用抢占式调度
#define configTICK_RATE_HZ           1000   // 系统Tick频率1kHz
#define configMAX_PRIORITIES         16     // 最大优先级数
#define configMINIMAL_STACK_SIZE     128    // 最小任务堆栈
#define configTOTAL_HEAP_SIZE        10240  // 堆内存大小10KB
```

## 🧪 测试验证

### 功能测试清单
- [ ] 系统启动和初始化
- [ ] FreeRTOS任务调度
- [ ] GPIO输入输出
- [ ] PWM加热控制
- [ ] 温度采集和显示
- [ ] 流量计量功能
- [ ] 按键响应和用户交互
- [ ] EEPROM参数存储
- [ ] 安全保护机制
- [ ] 系统稳定性（72小时连续运行）

### 性能指标
| 指标 | 规格 | 测试结果 |
|------|------|----------|
| 加热速度 | 25℃→99℃ ≤3秒 |  |
| 控温精度 | ±0.5℃ |  |
| 水量误差 | ≤±10ml |  |
| 响应时间 | 按键响应≤50ms |  |
| 待机功耗 | ≤1W |  |
| 工作温度 | 0℃-40℃ |  |

## 🤝 参与贡献

### 贡献流程
1. **Fork 本仓库**
2. **新建 Feat_xxx 分支**
3. **提交代码**
4. **新建 Pull Request**

### 代码规范
- 使用小驼峰命名法（camelCase）命名变量和函数
- 使用大驼峰命名法（PascalCase）命名类型和结构体
- 宏定义使用全大写加下划线（UPPER_CASE）
- 函数注释使用Doxygen格式
- 每行代码不超过80个字符

## 📞 技术支持

### 工程师
- **QQ**：2472268518

### 联系作者
- **项目维护者**：Tangs KingKi
- **Gitee主页**：[https://gitee.com/tangs-kingki](https://gitee.com/tangs-kingki)
- **邮箱**：2472268518@qq.com

*本项目文档最后更新于：2026年2月7日*