零知开源——STM32F1驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器

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：

OLED与零知标准板连接：

硬件连接图：

实物连接图：

三、代码解析

1. 库文件引入

?#include 
#include           // OLED显示驱动库
#include  // MAX31865驱动库

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
}

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);
}

?

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】 https://www.bilibili.com/video/BV1Q9J4zfEHn/?share_source=copy_web&vd_source=75d3b293c1933aa8dc6757ac429e12da

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）。

审核编辑 黄宇