原标题：基于stm32的MAX31865铂电阻PT100测温全套资料（原理图+教程+程序）

硬件方案概述

本方案基于STM32微控制器与MAX31865铂电阻测温转换芯片，实现对PT100铂电阻传感器的高精度温度测量。方案核心器件包括：STM32F103C8T6、MAX31865、PT100传感器、电源管理与保护电路等。以下内容将对各模块原理、优选元器件型号、器件作用及选型理由进行详细阐述，并附带完整程序示例和电路框图。

器件选型及功能

STM32F103C8T6微控制器

本方案选用STM32F103C8T6，它采用ARM Cortex-M3内核，主频72MHz，具备多路SPI、I²C、USART接口，Flash容量64KB，SRAM20KB，性价比高且社区资料丰富。作为主控单元，它负责：

1. 配置并驱动MAX31865，通过SPI总线读取转换后的温度数据。

2. 对采集的数据进行校准与滤波处理。

3. 将温度值通过串口或LCD显示模块输出，或通过CAN、I²C上传至上位机。

选型理由：

• 主频充足，可满足实时采样与数据处理需求。

• 丰富的外设接口，便于拓展其他传感及通信模块。

• 封装小巧，适合于工业控制板设计。

MAX31865铂电阻测量转换芯片

MAX31865为专用Pt100/Pt1000 RTD-to-Digital转换器，内置高精度恒流源及24位ΔΣADC，集成抗扰动设计。

功能作用：

• 为PT100提供精确恒流激励（推荐430μA或1mA）。

• 采集PT100阻值变化并通过高分辨率ADC转换为数字信号。

• 通过SPI接口输出温度值或电阻值。

选型理由：

• 测量精度高，噪声抑制能力强。

• 软件驱动简单，公开资料多。

• 支持故障检测，如线路断路或短路报警。

PT100铂电阻传感器

推荐型号：上海蓝深Pt100铂电阻，精度0.1级，工业级封装。

功能作用：

• 将温度变化转换为阻值变化（0°C时阻值100Ω，温度系数约0.385Ω/°C）。

选型理由：

• 精度高、重复性好、温度范围宽（-200~+850°C）。

• 工业级封装，抗振动抗腐蚀。

电源管理与保护电路

1. DC-DC降压模块：输入9~24V，输出3.3V@1A，推荐型号：Murata OKI-78SR-3.3/W

• 功能：为STM32与MAX31865提供稳定3.3V电源。

• 选型理由：高效率、散热好、封装小。

2. EMI滤波器与TVS管：在输入端增加EMI电感与0.1μF/10μF并联的陶瓷电容，并在3.3V电源线上并联一颗SMBJ5.0A TVS管。

• 功能：抑制射频干扰，保护芯片免受电源浪涌损伤。

• 选型理由：工业现场电磁干扰严重，需可靠保护。

电路框图注释

1. 9~24V输入经Murata DC-DC降压模块转换为3.3V。

2. 3.3V为STM32与MAX31865供电，并通过EMI滤波器与TVS管保护。

3. PT100接入MAX31865的RTDIN+、RTDIN-；MAX31865的SPI接口与STM32的SPI1相连。

4. STM32通过USART1输出数据至PC，或通过I²C接口驱动OLED显示。

程序设计与实现

开发环境：

• IDE：Keil MDK-ARM 5.34

• 编译器：ARMCC 6.6

• HAL库版本：STM32CubeF1 V1.8.0

主要驱动模块：

1. SPI驱动：配置STM32 SPI1为主机模式，时钟极性CPOL=0，时钟相位CPHA=1，数据宽度8位。

2. MAX31865驱动：包括寄存器读写、故障检测、ADC配置、温度计算。

3. PT100温度算法：根据国际温度系数公式，将ADC读数转换为电阻值，再根据Callendar–Van Dusen方程计算温度。

核心代码片段：

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "max31865.h"

void SystemClock_Config(void) { /* 系统时钟配置 */ }

SPI_HandleTypeDef hspi1;

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_SPI1_Init();
    MAX31865_Init(MAX31865_PT100_3WIRE, MAX31865_RANGE_430UA);

    while (1) {
        float temperature = MAX31865_ReadTemperature();
        printf("Temperature: %.2f°C
", temperature);
        HAL_Delay(500);
    }
}

详细驱动说明

MAX31865_Init：

• 配置测量类型（2线、3线或4线PT100）

• 设置恒流源电流：0.1mA或0.43mA

• 启用偏置电压与滤波器

MAX31865_ReadTemperature：

1. 读取MSB、LSB寄存器，获取24位ADC原始值。

2. 根据ADC分辨率与参考电流计算PT100电阻值。

3. 调用Callendar–Van Dusen方程反算温度值。

项目调试与校准

1. 使用万用表测量PT100实际阻值，与程序输出值对比，验证ADC读数准确性。

2. 在0°C水槽和100°C沸水环境中进行标定，调整系数以消除系统误差。

3. 通过加装软件滤波（移动平均或卡尔曼滤波）抑制测量噪声。

方案优势与扩展

• 方案测温精度高（理论±0.1°C以内），稳定性好。

• 采用模块化设计，易于维护与升级。

• 可扩展多路PT100通道或添加I²C/SPI传感器。

结论

本方案基于STM32与MAX31865，实现对PT100铂电阻的高精度测温。通过优选元器件、完善的电源保护与详细程序设计，可满足工业环境下的可靠测温需求。希望该全套资料能够帮助工程师快速搭建并应用。