2025 Make Blocks阶段1 - 温度传感器信号调理模块设计

内容介绍

任务介绍

本项目任务为2025 Make Blocks第四期中的温度传感器信号调理模块，题目要求设计一个NTC热敏电阻温度传感器信号调理PCB模块，且：

1. 输出0~3.3V对应温度0℃到40℃

2. PCB尺寸：40mm×25mm

3. 主要器件：需在DigiKey官网上有货且正常售卖

模块介绍

根据任务要求本次我选用的是STM32G030F6P6芯片设计了一块MCU核心板，此板卡主要基于NTC热敏电阻的阻值随温度变化特性的线性化处理和ADC采集，并以电压的形式输出以实现温度传感器的功能。芯片封装采用了STM官网的标准封装。

Pin4：VDD，USB接口5V输入经AMS1117-3.3V形成的3.3V供电电压

Pin5：VSS，地

Pin6：NRST，复位管脚

Pin7：PA0，信号输入管脚

Pin13：PA6，信号输出管脚

Pin18：PA13，编程调试用管脚

Pin19：BOOT0，配置启用管脚，接地

STM32G030F6P6芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/stmicroelectronics/stm32g030f6p6/10326686

原理图和PCB模块介绍

原理图：

PCB：

本设计利用NTC热敏电阻阻值随温度变化的特性实现温度信息电信号化。本PCB由一个5V的USB插口供电，经两个3.3V稳压器件，一个给STM32G030F6P6供电，一个经处理作为放大器的基准电压。同相放大器电路是针对NTC热敏电阻阻值随温度变化非线性这一特点设置的，目的是将温度的变化范围映射到任务目标的0~3.3V，这样的信号经过核心芯片处理后能实现温度信息的正确输出。

本设计使用了一个五排针作为核心芯片的调试与编程接口，可满足一定的功能扩展需求；另有一个三排针作为温度信息向外传输的接口。本设计还配置了一个简单按压按钮实现复位。

模块主要性能和管脚定义

模块主要性能

类型	MCU核心板
核心芯片	STM32G030F6P6
内核	ARM® Cortex®-M0+ 32位RISC核心
时钟频率	16MHz
SRAM	8KB
Flash	32KB
IO数量	20
板卡尺寸	40mm×25mm
供电电压	4.5V~5.5V
输出信号电平	0~3.3V

管脚定义

管脚编号	管脚名	管脚属性
1	PB7/PB8	I/O
2	PB9/PC14-OSC32_IN	I/O
3	PC15-OSC32_OUT	I/O
4	VDD/VDDA	P
5	VSS/VSSA	P
6	NRST	I/O
7	PA0	I/O
8	PA1	I/O
9	PA2	I/O
10	PA3	I/O
11	PA4	I/O
12	PA5	I/O
13	PA6	I/O
14	PA7	I/O
15	PB0/PB1/PB2/PA8	I/O
16	PA11[PA9]	I/O
17	PA12[PA10]	I/O
18	PA13	I/O
19	PA15/PA14-BOOT0	I/O
20	PB3/PB4/PB5/PB6	I/O

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

物料添加展示图：

项目详情图：

心得体会

这次活动是我第一次学习Kicad使用及PCB设计，参考了一些设计和资料，尽管如此，在PCB布线环节仍然经过了反复修改，且布线有些杂乱。这次活动是一次新奇体验，让我将所学的理论知识与实际工程应用相结合，一定程度上增强了我对这些知识的理解。