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零知开源——STM32F4驱动MAX31865实现PT100高精度测温

2025-5-26 18:52:58 5994 STM32F40 MAX31865

0 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（℃）。精确计算（使用Callendar-Van Dusen方程）：编辑（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：接线实物图：三、软件实现1.核心库说明 #include #include #include #include #include //OLED显示驱动库 #include //MAX31865温度传感器库文件复制代码 2.硬件初始化 // 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) 复制代码 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); // 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); } loop()函数，循环读取温度并显示： 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 https://live.csdn.net/v/478784?spm=1001.2014.3001.5501 零知增强板驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器 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！ ?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/ 2 本主题由 liuyongwangzi 于 2025-5-27 09:16 添加图标推荐
2025-5-26 18:52:58　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 零知开源——STM32F4驱动MAX31865实现PT100高精度测温 2031 • 零知开源——STM32F1驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器 1823 • 基于max31865测量PT100温度设计 4763 • 零知开源——STM32F1驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器 7821 • STM32F407ZGT6驱动MAX31865获取PT100温度数据 38384 • MAX31865模块的使用-基于ZigBee_CC2530芯片 PT100测温 27 • Pt100的高精度测温方法 660 • PT100的高精度测温电路 35482 • 一种Pt100的高精度测温方法 0 • max31865测温跳变大 8646 1 个讨论

0 以前都是使用电桥进行测量，这个应该是更方便写。

2025-5-28 20:34:54 1 评论举报 1^# h1654155285.8644 1 条评论零知实验室 2025-6-6 10:09 是的呢，这个可以直接使用库文件，测量精度也高赞回复举报