前几天，客户找到了我，他想把我们的4g温湿度检测断电报警器做一下改造。

用来测量北方供暖管道/锅炉等的温度，实时发送给云服务器，当检测到异常时，通过电话报警通知用户，从而实现远程监控。

我们现在的产品是用于养殖场的环境监测，

温湿度检测模块用的是盛世瑞恩生产的温湿度传感器SHT30。

其通过IIC总线与主芯片通信，按我的理解，测量管道/锅炉的温度需要把探头贴合在其表面。

而SHT30用于检测环境温/湿度，不能贴在物体上面。不能满足用户的需求。

PT100更适合于这种使用场景。

因此，需要为客户再定制一款采用PT100的测温模块。

PT100

模块的设计要求

供电：5V

通信：485通信/IIC通信

测温范围：-40℃~+125℃

精度：+/-1℃

设计考虑

1)单片机选择STM32F030x4，资源如下

Cortex®-M0 CPU, frequency up to 48 MHz

One 12-bit, 1.0 μs ADC (up to 16 channels)

Internal 8 MHz RC with x6 PLL option

Digital & I/Os supply: VDD = 2.4 V to 3.6 V

Analog supply: VDDA = VDD to 3.6 V

选择TSSOP20封装，单价大概3元左右(最近芯片价格疯涨，目前可能需要近10元)。

2) IIC还是RS485通信

从主控提供IIC以及RS485两种不同的通信方式给外接模块，其中RS485支持Modbus协议。

但是考虑到该测温模块的体积、成本等因素，

如果采用RS485通信，其内部8MHz RC晶振器的精度无法满足要求，

根据计算，在全温度范围内，时钟精度超过2%，将会导致误码。

而从STM32F030x4的规格书中可知，其内部8MHz RC振荡器的精度在25℃是为+/-1%，不能满足要求，需要外加高精度的晶振，这无疑增加了成本和占用的面积。

因此，应该选择IIC作为通信接口。

3) 怎么最大程序提高测试的精度

为简化设计和节省成本同时保证精度，选择OPA333用于信号处理，

其具有极低输入失调电压、轨对轨输出、单电源1.8V-5.5V供电等特点。

采用三线制的PT100,通过电桥，以及差分放大消除连线电阻，干扰信号的影响。

采用LDO AMS1117-3.3V将5V电压降压到3.3V给单片机供电；　

电桥的供电、以及运放OPA333的供电采用3.3V的电源；　

由于电桥没有采用精密稳压电源供电，PT100输出的电压值精度受3.3V电源的影响。

而LDO的输出电压只能达到1%左右的精度。

为了降低这一影响，我利用了MCU内部电压为1.23Ｖ精密参考电压，对A/D转换结果，通过数学公式进行校正。

电路原理图

完整电路原理图

后续文章详细对器件参数以及软件算法做深入介绍。