? 簡介

本教程基于主控芯片為STM32F407VET6的零知增強板，演示如何通過MAX31865模塊讀取三線制PT100鉑電阻溫度，并通過I2C OLED實時顯示溫度值和電阻值。重點包含硬件接線配置、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的溫度計算原理，并展示實際運行效果。

一、硬件簡介

1.MAX31865模塊

MAX31865是專用于RTD（電阻溫度檢測器）的信號調理芯片，支持2/3/4線制PT100/PT1000傳感器。其內置ADC可將鉑電阻的阻值變化轉換為數字信號，并通過SPI接口與主控通信。關鍵特性：

15位分辨率

支持自動誤差補償

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℃時阻值為100Ω，溫度系數為0.385Ω/℃。其阻值與溫度的關系可通過以下方式計算：

線性近似公式（適用于0~100℃）：

其中R0=100Ω，α=0.00385，T為溫度（℃）。

精確計算（使用Callendar-Van Dusen方程）：

（適用于-200℃~850℃）

MAX31865的溫度計算
芯片內部通過測量RTD電阻與參考電阻（Rref）的比例，結合查表法或公式計算實際溫度值。本代碼中調用max.temperature()函數即自動完成此過程。

二、硬件準備

1.所需材料

零知增強板（STM32F407VET6）

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驅動）

杜邦線若干

2.PT100特性曲線

溫度(℃) | 0 | 100 | 200
電阻(Ω) | 100 | 138.5 | 175.8

3.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電阻附近的兩個跳線（標記為2和4的焊盤）。

切斷Rref正上方左側的跳線（即斷開焊盤2的連接，保留焊盤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，請根據線纜顏色進行正確連接：對于兩紅一藍的線纜，將藍線接至RTD-，紅線分別接至RTD+和F+。請參照圖示，確保將觸點（2/3 Wire）焊接牢固。若遇到兩藍一紅的線纜，則需反向連接。

重要提示：若未斷開24號連接，通電測量時PT100的電阻值將僅為正常值的一半。未通電時測量值約為120Ω，但通電后可能降至60Ω左右。這是由于24號連接之間存在接地，且存在并聯電阻，導致整體電阻值降低。

4.接線配置表

MAX31865與零知標準板連接：

MAX31865引腳	零知增強板引腳	功能說明
VCC	3V3	電源正極
GND	GND	電源地
CLK	52	SPI時鐘線
SDO	50	數據輸出
SDI	51	數據輸入
CS	53	片選信號

OLED與零知標準板連接：

OLED引腳	零知標準板引腳	功能說明
VCC	3V3	電源正極
GND	GND	電源地
SDA	SDA/20	I2C數據線
SCL	SCL/21	I2C時鐘線

硬件連接圖：

硬件實物圖:

三、軟件實現

1.核心庫說明

#include 
#include 
#include 
#include 
#include     //OLED顯示驅動庫
#include    //MAX31865溫度傳感器庫文件

2.硬件初始化

// SSD1306 OLED 顯示屏初始化
#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，如果是軟件SPI則使用: (53，51,50,52)

3. 主程序邏輯

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

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()函數，
循環讀取溫度并顯示：

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);
}

四、運行效果

1.OLED顯示正常狀態

第1行：標題 "MAX31865 PT100 Sensor"

第2行：實時溫度（如 "Temp: 30.3 C"）

第3行：鉑電阻阻值（如 "Resistance: 112.89Ω"）

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

2.串口輸出內容

打開零知開源平臺的串口監視器（波特率115200），將看到以下格式數據和檢測到的故障碼：

3.數據關聯說明

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

Resistance：根據公式

計算得出。

Temperature：調用庫函數自動轉換的溫度值，內部使用Callendar-Van Dusen方程計算。

4.演示視頻

https://live.csdn.net/v/478784?spm=1001.2014.3001.5501

零知增強板驅動MAX31865讀取三線PT100溫度傳感器

5.完整工程獲取：

通過網盤分享的文件：F4_MAX31865_PT100.zip
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1eH20AzfXBWHDDwlJ15GRAw?pwd=x6na 提取碼: x6na

注意事項：

長距離傳輸時建議使用屏蔽雙絞線

定期使用無水酒精清潔PT100探頭

避免在強電磁干擾環境下安裝傳感器

五、問題排查指南

常見異常處理

顯示白屏

檢查I2C地址是否為0x3C

確認Wire.begin()是否執行

溫度值-245℃

驗證begin()參數是否為MAX31865_3WIRE

測量RTD對地阻抗（正常應>10MΩ）

持續報錯

檢查MAX31865的24焊盤跳線是否已切斷左側焊盤、2/3 Wire焊盤和43焊盤焊錫短接。

用萬用表測量PT100阻值是否正常（0℃時約100Ω，室溫30℃時約120Ω）。

校準建議

冰點校準：將PT100置于0℃環境，調整RREF使顯示0±0.3℃

滿量程校準：100℃沸水環境，微調RTD參數

線性校準：使用標準溫度源進行三點校正

審核編輯 黃宇