零知开源——STM32F4驱动MAX31865实现PT100高精度测温

eefocus_4087784

简介

本教程基于零知增强板（主控芯片STM32F407VET6），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℃）：
??编辑?

其中 R0=100Ω，α=0.00385，T为温度（℃）。
?
?编辑?

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

零知增强板（STM32F407VET6）
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.PT100特性曲线

温度(℃) | 0 | 100 | 200
电阻(Ω) | 100 | 138.5 | 175.8

3.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。

4.接线配置表
MAX31865与零知标准板连接：
MAX31865引脚零知增强板引脚功能说明
VCC3V3电源正极
GNDGND电源地
CLK52SPI时钟线
SDO50数据输出
SDI51数据输入
CS53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
SDASDA/20I2C数据线
SCLSCL/21I2C时钟线
硬件连接图：

实物连接图：

三、软件实现#include <Arduino.h>

#include <SPI.h>

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_GFX.h>

#include <Adafruit_SSD1306.h> //OLED显示驱动库

#include <Adafruit_MAX31865.h> //MAX31865温度传感器库文件

// SSD1306 OLED 显示屏初始化

#define SCREEN_HEIGHT 64

#define OLED_RESET -1

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// MAX31865 初始化

#define RREF 430.0

#define RTD 100.0

Adafruit_MAX31865 max1 = Adafruit_MAX31865(53);//使用硬件SPI，如果是软件SPI则使用: (53，51,50,52)

void setup() {

  Serial.begin(115200);

  // Initialize SSD1306 display

  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {

Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));

for(;;); // Don't proceed, loop forever

  }

  display.clearDisplay();

  display.setTextSize(1);

  display.setTextColor(WHITE);

  display.setCursor(0,0);

  display.display();

  // Initialize MAX31865

  max1.begin(MAX31865_3WIRE);

}

void loop() {

  uint16_t rtd = max1.readRTD();

  float ratio = rtd;

  ratio /= 32768;

  float temp = max1.temperature(RTD, RREF);

  // Prepare display buffer

  display.clearDisplay();



  // Display temperature and resistance

  display.setCursor(0, 0);

  display.print(F("MAX31865 PT100 Sensor"));



  display.setCursor(0, 15);

  display.print(F("Temp: "));

  display.print(temp);

  display.print(F(" C"));



  display.setCursor(0, 30);

  display.print(F("Resistance: "));

  display.print(RREF * ratio);

  display.print(F(" "));

  display.print("Om"); // Omega symbol

  // Check error status

  uint8_t fault = max1.readFault();

  if(fault) {

display.setCursor(0, 45);

display.print(F("FAULT DETECTED:"));

if(fault & MAX31865_FAULT_HIGHTHRESH) {

   display.setCursor(0, 55);

   display.print(F("RTD_high"));

}

if(fault & MAX31865_FAULT_LOWTHRESH) {

   display.setCursor(0, 55);

   display.print(F("RTD_low"));

}

max1.clearFault();

  } else {

display.setCursor(0, 45);

display.print(F("Status: OK"));

  }

  // Serial output for debugging

  Serial.print(F("RTD value: ")); Serial.println(rtd);

  Serial.print(F("Temperature: ")); Serial.print(temp);

  Serial.println(F(" C"));



  // Check and print any faults

  if (fault) {

Serial.print(F("Fault 0x")); Serial.println(fault, HEX);

if (fault & MAX31865_FAULT_HIGHTHRESH) {

   Serial.println(F("RTD high threshold"));

}

if (fault & MAX31865_FAULT_LOWTHRESH) {

   Serial.println(F("RTD low threshold"));

}

max1.clearFault();

  }

  display.display();

  delay(1000);

}
复制代码

四、运行效果1.OLED显示正常状态

第1行：标题 "MAX31865 PT100 Sensor"
第2行：实时温度（如 "Temp: 30.3 C"）
第3行：铂电阻阻值（如 "Resistance: 112.89 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 ?编辑计算得出。

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

零知增强板驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器
https://live.csdn.net/v/478784?spm=1001.2014.3001.5501

5.完整工程获取：

通过网盘分享的文件：F4_MAX31865_PT100.zip
链接: https://pan.baidu.com/s/1eH20AzfXBWHDDwlJ15GRAw?pwd=x6na 提取码: x6na

复制代码

注意事项：

长距离传输时建议使用屏蔽双绞线
定期使用无水酒精清洁PT100探头
避免在强电磁干扰环境下安装传感器

五、问题排查指南

常见异常处理

显示白屏

检查I2C地址是否为0x3C

确认Wire.begin()是否执行

温度值-245℃

验证begin()参数是否为MAX31865_3WIRE

测量RTD对地阻抗（正常应>10MΩ）

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）。

校准建议

冰点校准：将PT100置于0℃环境，调整RREF使显示0±0.3℃

满量程校准：100℃沸水环境，微调RTD参数

线性校准：使用标准温度源进行三点校正

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

?零知开源是一个真正属于国人自己的开源软硬件平台，在开发效率以及上手难度上超越了Arduino平台。
零知开源在软件方面提供了完整的学习教程和丰富示例代码，让不懂程序的工程师也能非常轻而易举的搭建电路来创作产品，测试产品。快来动手试试吧！

?点击加入零知开源实验室：https://www.lingzhilab.com/

?

零知开源——STM32F4驱动MAX31865实现PT100高精度测温

eefocus_4087784 LV4

站长推荐 /3