? 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(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，并通過SPI接口與主控通信。關(guān)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(shù)為0.385Ω/℃。其阻值與溫度的關(guān)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(nèi)部通過測量RTD電阻與參考電阻（Rref）的比例，結(jié)合查表法或公式計算實際溫度值。本代碼中調(diào)用max.temperature()函數(shù)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(qū)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(cè)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(jù)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(lián)電阻，導(dǎo)致整體電阻值降低。

4.接線配置表

MAX31865與零知標準板連接：

OLED與零知標準板連接：

硬件連接圖：

硬件實物圖:

三、軟件實現(xiàn)

1.核心庫說明

#include 
#include 
#include 
#include 
#include     //OLED顯示驅(qū)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(shù)，
初始化串口、OLED和MAX31865，設(shè)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(shù)，
循環(huán)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(tài)

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(tài)信息（正常顯示 "Status: OK"，異常顯示具體錯誤）

2.串口輸出內(nèi)容

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

3.數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)說明

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

計算得出。

Temperature：調(diào)用庫函數(shù)自動轉(zhuǎn)換的溫度值，內(nèi)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(qū)動MAX31865讀取三線PT100溫度傳感器

5.完整工程獲取：

通過網(wǎng)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(huán)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(zhí)行

溫度值-245℃

驗證begin()參數(shù)是否為MAX31865_3WIRE

測量RTD對地阻抗（正常應(yīng)>10MΩ）

持續(xù)報錯

檢查MAX31865的24焊盤跳線是否已切斷左側(cè)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(huán)境，調(diào)整RREF使顯示0±0.3℃

滿量程校準：100℃沸水環(huán)境，微調(diào)RTD參數(shù)

線性校準：使用標準溫度源進行三點校正

審核編輯 黃宇