簡(jiǎn)介

本教程基于零知標(biāo)準(zhǔn)板（主控芯片STM32F103RBT6），演示如何通過(guò)MAX31865模塊讀取三線制PT100鉑電阻溫度，并通過(guò)I2C OLED實(shí)時(shí)顯示溫度值和電阻值。重點(diǎn)包含硬件接線配置、三線制PT100的特殊跳線修改，以及完整的代碼解析。文中還將解析PT100的溫度計(jì)算原理，并展示實(shí)際運(yùn)行效果。

一、硬件簡(jiǎn)介

1.MAX31865模塊

MAX31865是專(zhuān)用于RTD（電阻溫度檢測(cè)器）的信號(hào)調(diào)理芯片，支持2/3/4線制PT100/PT1000傳感器。其內(nèi)置ADC可將鉑電阻的阻值變化轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)SPI接口與主控通信。關(guān)鍵特性：

15位分辨率

支持自動(dòng)誤差補(bǔ)償

可配置參考電阻（Rref）

2.PT100鉑電阻

PT100是一種基于鉑材料的溫度傳感器，0℃時(shí)阻值為100Ω，溫度系數(shù)為0.385Ω/℃。其阻值與溫度的關(guān)系可通過(guò)以下方式計(jì)算：

線性近似公式（適用于0~100℃）：

其中R0=100Ω，α=0.00385，T為溫度（℃）。

精確計(jì)算（使用Callendar-Van Dusen方程）：

（適用于-200℃~850℃）

MAX31865的溫度計(jì)算
芯片內(nèi)部通過(guò)測(cè)量RTD電阻與參考電阻（Rref）的比例，結(jié)合查表法或公式計(jì)算實(shí)際溫度值。本代碼中調(diào)用max.temperature()函數(shù)即自動(dòng)完成此過(guò)程。

二、硬件準(zhǔn)備

1.所需材料

零知標(biāo)準(zhǔn)板（STM32F103RBT6）

MAX31865模塊（支持三線制PT100）

三線制PT100傳感器

0.96寸I2C OLED顯示屏（SSD1306驅(qū)動(dòng)）

杜邦線若干

2.MAX31865跳線修改

三線制PT100必須修改模塊電路板跳線！

找到MAX31865模塊上的Rref電阻附近的兩個(gè)跳線（標(biāo)記為2和4的焊盤(pán)）。

切斷Rref正上方左側(cè)的跳線（即斷開(kāi)焊盤(pán)2的連接，保留焊盤(pán)3并短接），模塊使用三線制模式。采用三線PT100，其接法如下

修改后示意圖：

接線時(shí)，請(qǐng)根據(jù)線纜顏色進(jìn)行正確連接：對(duì)于兩紅一藍(lán)的線纜，將藍(lán)線接至RTD-，紅線分別接至RTD+和F+。請(qǐng)參照?qǐng)D示，確保將觸點(diǎn)（2/3 Wire）焊接牢固。若遇到兩藍(lán)一紅的線纜，則需反向連接。

重要提示：若未斷開(kāi)24號(hào)連接，通電測(cè)量時(shí)PT100的電阻值將僅為正常值的一半。未通電時(shí)測(cè)量值約為120Ω，但通電后可能降至60Ω左右。這是由于24號(hào)連接之間存在接地，且存在并聯(lián)電阻，導(dǎo)致整體電阻值降低。

3.硬件接線

MAX31865與零知標(biāo)準(zhǔn)板連接：

OLED與零知標(biāo)準(zhǔn)板連接：

硬件連接圖：

實(shí)物連接圖：

三、代碼解析

1. 庫(kù)文件引入

?#include 
#include           // OLED顯示驅(qū)動(dòng)庫(kù)
#include  // MAX31865驅(qū)動(dòng)庫(kù)

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);

// MAX31865參數(shù)配置
#define RREF 430.0   // 參考電阻值（根據(jù)模塊實(shí)際Rref電阻填寫(xiě)）
#define RTD 100.0    // PT100標(biāo)稱(chēng)阻值
Adafruit_MAX31865 max = Adafruit_MAX31865(10, 11, 12, 13); // CS=10, SDI=11, SDO=12, CLK=13

3. 主程序邏輯

setup()函數(shù)，
初始化串口、OLED和MAX31865，設(shè)置三線制模式：

?void setup() {
  Serial.begin(115200);
  u8g2.begin();                // 啟動(dòng)OLED
  max.begin(MAX31865_3WIRE);   // 三線制模式
}

loop()函數(shù)，
循環(huán)讀取溫度并顯示：

?
void loop() {
  uint16_t rtd = max.readRTD();      // 讀取原始RTD值
  float ratio = rtd / 32768.0;       // 計(jì)算電阻比例（RTD阻值 = RREF × ratio）
  float temp = max.temperature(RTD, RREF); // 轉(zhuǎn)換為溫度值

  // OLED顯示溫度、電阻及狀態(tài)
  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");

  // 錯(cuò)誤檢測(cè)處理
  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();

  // 串口打印數(shù)據(jù)（調(diào)試用）
  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、運(yùn)行結(jié)果

將完整代碼上傳到零知開(kāi)源平臺(tái) ，完整工程如下：

通過(guò)網(wǎng)盤(pán)分享的文件：MAX31865_PT100.zip
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1Huuuh6DqjP7cz0hpwn0c8g?pwd=22pg 提取碼: 22pg

1.OLED顯示內(nèi)容

第1行：標(biāo)題 "MAX31865 PT100 Sensor"

第2行：實(shí)時(shí)溫度（如 "Temp: 25.3 C"）

第3行：鉑電阻阻值（如 "Resistance: 110.5 Ω"）

第4~5行：狀態(tài)信息（正常顯示 "Status: OK"，異常顯示具體錯(cuò)誤）

2.串口輸出內(nèi)容

打開(kāi)零知開(kāi)源平臺(tái)的串口監(jiān)視器（波特率115200），將看到以下格式數(shù)據(jù)和檢測(cè)到的故障碼：

3.數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)說(shuō)明

RTD Raw值：MAX31865直接讀取的16位ADC原始數(shù)據(jù)（范圍0~32768）。

Resistance：根據(jù)公式

計(jì)算得出。

Temperature：調(diào)用庫(kù)函數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的溫度值，內(nèi)部使用Callendar-Van Dusen方程計(jì)算。

4.演示視頻

【STM32F1驅(qū)動(dòng)MAX31865讀取三線PT100溫度傳感器】 https://www.bilibili.com/video/BV1Q9J4zfEHn/?share_source=copy_web&vd_source=75d3b293c1933aa8dc6757ac429e12da

五、常見(jiàn)問(wèn)題

1.OLED無(wú)顯示

檢查A4/A5接線是否接觸不良。

確認(rèn)OLED的I2C地址是否匹配（默認(rèn)0x3C）。

2.溫度讀數(shù)異常

檢查MAX31865的RREF電阻值是否與代碼中#define RREF一致。

確認(rèn)PT100接線正確（三線制需連接RTD+、RTD-、F+）。

3.持續(xù)報(bào)錯(cuò)

檢查MAX31865的24焊盤(pán)跳線是否已切斷左側(cè)焊盤(pán)、2/3 Wire焊盤(pán)和43焊盤(pán)焊錫短接。

用萬(wàn)用表測(cè)量PT100阻值是否正常（0℃時(shí)約100Ω，室溫30℃時(shí)約120Ω）。

審核編輯 黃宇