零知开源——STM32F1驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器

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简介

本教程基于零知标准板（主控芯片STM32F103RBT6），演示如何通过MAX31865模块读取三线制PT100铂电阻温度，并通过I2C OLED实时显示温度值和电阻值。重点包含硬件接线配置、三线制PT100的特殊跳线修改，以及完整的代码解析。文中还将解析PT100的温度计算原理，并展示实际运行效果。

一、硬件简介1. MAX31865模块MAX31865是专用于RTD（电阻温度检测器）的信号调理芯片，支持2/3/4线制PT100/PT1000传感器。其内置ADC可将铂电阻的阻值变化转换为数字信号，并通过SPI接口与主控通信。关键特性：

15位分辨率
支持自动误差补偿
可配置参考电阻（Rref）

2. PT100铂电阻PT100是一种基于铂材料的温度传感器，0℃时阻值为100Ω，温度系数为0.385Ω/℃。其阻值与温度的关系可通过以下方式计算：

线性近似公式（适用于0~100℃）：

其中 R0=100Ω，α=0.00385，T为温度（℃）。
精确计算（使用Callendar-Van Dusen方程）：
（适用于-200℃~850℃）

MAX31865的温度计算
芯片内部通过测量RTD电阻与参考电阻（Rref）的比例，结合查表法或公式计算实际温度值。本代码中调用max.temperature()函数即自动完成此过程。

二、硬件准备1.所需材料

零知标准板（STM32F103RBT6）
MAX31865模块（支持三线制PT100）
三线制PT100传感器
0.96寸I2C OLED显示屏（SSD1306驱动）
杜邦线若干

2.MAX31865跳线修改三线制PT100必须修改模块电路板跳线！

找到MAX31865模块上的Rref电阻附近的两个跳线（标记为2和4的焊盘）。
切断Rref正上方左侧的跳线（即断开焊盘2的连接，保留焊盘3并短接），模块使用三线制模式。采用三线PT100，其接法如下

修改后示意图：

接线时，请根据线缆颜色进行正确连接：对于两红一蓝的线缆，将蓝线接至RTD-，红线分别接至RTD+和F+。请参照图示，确保将触点（2/3 Wire）焊接牢固。若遇到两蓝一红的线缆，则需反向连接。

重要提示：若未断开24号连接，通电测量时PT100的电阻值将仅为正常值的一半。未通电时测量值约为120Ω，但通电后可能降至60Ω左右。这是由于24号连接之间存在接地，且存在并联电阻，导致整体电阻值降低。

3.硬件接线
MAX31865与零知标准板连接：
MAX31865引脚零知标准板引脚功能说明
VCC5V电源正极
GNDGND电源地
CLKD13SPI时钟线
SDOD12SPI数据输出
SDID11SPI数据输入
CSD10片选信号OLED与零知标准板连接：
OLED引脚零知标准板引脚功能说明
VCC3V3电源正极
GNDGND电源地
SDAA4I2C数据线
SCLA5I2C时钟线
硬件连接图：

实物连接图：

三、代码解析1. 库文件引入

?#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h> // OLED显示驱动库
#include <Adafruit_MAX31865.h> // MAX31865驱动库

复制代码

2. 初始化OLED和MAX31865

?// OLED初始化（I2C模式）
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// MAX31865参数配置
#define RREF 430.0 // 参考电阻值（根据模块实际Rref电阻填写）
#define RTD 100.0 // PT100标称阻值
Adafruit_MAX31865 max = Adafruit_MAX31865(10, 11, 12, 13); // CS=10, SDI=11, SDO=12, CLK=13

3. 主程序逻辑

setup()函数，
初始化串口、OLED和MAX31865，设置三线制模式：
?void setup() {

  Serial.begin(115200);

  u8g2.begin();             // 启动OLED

  max.begin(MAX31865_3WIRE); // 三线制模式

}
复制代码

loop()函数，
循环读取温度并显示：
?void loop() {

  uint16_t rtd = max.readRTD();    // 读取原始RTD值

  float ratio = rtd / 32768.0;    // 计算电阻比例（RTD阻值 = RREF × ratio）

  float temp = max.temperature(RTD, RREF); // 转换为温度值

  // OLED显示温度、电阻及状态

  u8g2.clearBuffer();

  u8g2.setCursor(0, 0);

  u8g2.print("MAX31865 PT100 Sensor");

  u8g2.setCursor(0, 15);

  u8g2.print("Temp: "); u8g2.print(temp); u8g2.print(" C");

  u8g2.setCursor(0, 30);

  u8g2.print("Resistance: "); u8g2.print(RREF * ratio); u8g2.print(" Ω");

  // 错误检测处理

  uint8_t fault = max.readFault();

  if (fault) {

u8g2.setCursor(0, 45);

u8g2.print("FAULT DETECTED:");

if (fault & MAX31865_FAULT_HIGHTHRESH) u8g2.print("RTD High");

if (fault & MAX31865_FAULT_LOWTHRESH) u8g2.print("RTD Low");

max.clearFault();

  } else {

u8g2.setCursor(0, 45);

u8g2.print("Status: OK");

  }

  u8g2.sendBuffer();

  // 串口打印数据（调试用）

  Serial.print("RTD Raw: "); Serial.print(rtd);

  Serial.print(", Temp: "); Serial.print(temp);

  Serial.print(" C, Resistance: "); Serial.print(RREF * ratio);

  Serial.println(" Ω");

  if (fault) Serial.println("Fault Code: 0x" + String(fault, HEX));

  delay(1000);

}
复制代码

四、运行结果将完整代码上传到零知开源平台，完整工程如下：

通过网盘分享的文件：MAX31865_PT100.zip
链接: https://pan.baidu.com/s/1Huuuh6DqjP7cz0hpwn0c8g?pwd=22pg 提取码: 22pg

1. OLED显示内容

第1行：标题 "MAX31865 PT100 Sensor"

第2行：实时温度（如 "Temp: 25.3 C"）

第3行：铂电阻阻值（如 "Resistance: 110.5 Ω"）

第4~5行：状态信息（正常显示 "Status: OK"，异常显示具体错误）

2. 串口输出内容 打开零知开源平台的串口监视器（波特率115200），将看到以下格式数据和检测到的故障码：

3. 数据关联说明

RTD Raw值：MAX31865直接读取的16位ADC原始数据（范围0~32768）。
Resistance：根据公式计算得出。Temperature：调用库函数自动转换的温度值，内部使用Callendar-Van Dusen方程计算。

4.演示视频

STM32F1驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器

? 五、常见问题

1.OLED无显示

检查A4/A5接线是否接触不良。

确认OLED的I2C地址是否匹配（默认0x3C）。

2.温度读数异常

检查MAX31865的RREF电阻值是否与代码中#define RREF一致。

确认PT100接线正确（三线制需连接RTD+、RTD-、F+）。

3.持续报错

检查MAX31865的24焊盘跳线是否已切断左侧焊盘、2/3 Wire焊盘和43焊盘焊锡短接。

用万用表测量PT100阻值是否正常（0℃时约100Ω，室温30℃时约120Ω）。

?通过本教程，您已掌握零知标准板驱动MAX31865读取三线制PT100的全流程。如果有问题欢迎评论区Issue！

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