zzz-29-PT100测温模块

数字转换模块（如 MAX31865）相比之前的模拟量变送器，它采用 SPI 数字通讯，避开了模拟信号的噪声和温漂，精度极高。

我们要把这个新成员加入到你的“User_Library”架构中。按照“从引脚到逻辑”的顺序，我们分三步走。

第一阶段：STM32CubeMX 引脚配置 (硬件层)

MAX31865 使用 SPI 协议。请在 CubeMX 中进行以下设置：

SPI 配置：
- 选择一个闲置的 SPI（例如 SPI1）。
- Mode: Full-Duplex Master（全双工主机）。
- Hardware NSS: Disable（我们要用软件控制片选，更灵活）。
- 参数设置：
  - Baud Rate: 建议 1MBits/s 到 5MBits/s 之间。
  - CPOL: High (1) —— 空闲时时钟为高。
  - CPHA: 2nd Edge (1) —— 在第二个跳变沿采样（MAX31865 常用模式）。
  - First Bit: MSB First。
- ![[Pasted image 20251228115855.png]]
GPIO 配置 (CS 引脚)：
- 找一个普通引脚（例如 PA4）作为片选。
- GPIO Output Level: High（默认不选通）。
- User Label: MAX_CS。
- ![[Pasted image 20251228120028.png]]
DRDY 引脚 (可选)：
- 找一个输入引脚（例如 PA3），用于检测转换是否完成。不接也可以，我们可以用延时或查寄存器代替。

关于硬件接线

模块引脚	功能说明	建议连接 STM32 引脚	备注
VIN	电源输入 (3-5V)	5V 或 3.3V	建议接 3.3V，与 STM32 电平一致
GND	电源地	GND	必须与单片机共地
CLK	SPI 时钟 (Clock)	PA5 (SPI1_SCK)	通讯节拍
SDO	串口输出 (MISO)	PA6 (SPI1_MISO)	模块发数据给单片机
SDI	串口输入 (MOSI)	PA7 (SPI1_MOSI)	单片机发数据给模块
CS	片选 (Chip Select)	PA4 (GPIO)	手动控制，拉低才开始通讯

特殊引脚说明（可以暂时不接）

3V3 引脚：
- 如果你的模块 VIN 接了 5V，这个 3V3 通常是模块内置稳压芯片输出的 3.3V，可以不用管。
- 注意：不要同时把 VIN 接 5V，又把 3V3 引脚接到单片机的 3.3V，这样可能会产生电流倒灌。
RDY (或 DRDY) 引脚：
- 这是“数据就绪”信号。当芯片完成一次温度转换，它会把这个引脚拉低通知单片机。
- 新手建议：先不接。我们在代码里使用简单的“延时等待”或者直接“读取寄存器”就能拿到数据，不需要占用额外的引脚。

PT100 端的接线（非常重要！）

模块的另一侧通常有几个焊盘或螺丝端子（通常标记为 Force+, Force-, RTDIn+, RTDIn-），这决定了你 PT100 的精度：

2 线制：把引脚旁边的焊盘（通常标有 2/3/4 wire 的地方）按照说明书短接，PT100 两根线随便接。
3 线制（工业最常用）：这是你最可能买到的 PT100。模块上通常需要焊上一处短接点。
- 接法：PT100 里面通常有两根颜色一样的线（比如红、蓝、蓝），两根颜色一样的接在一起。

第一步：用万用表确认（最稳妥）

在接线前，建议你拿万用表测一下这三根线，确保没有断线或阻值异常：

红线 A 与红线 B：阻值应该接近 $0\Omega$（通常只有 $0.2 \sim 0.5\Omega$ 的线阻）。
白线与任意红线：在室温（$25^\circ C$）左右，阻值应该在 $108 \sim 110\Omega$ 之间。

物理接线方案（两红一白）

三线制的本质是：一端用单线，另一端用双线来补偿线阻。

端子位置	标记	传感器线色	逻辑说明
第 1 个 (最左)	F-	红线 1	电流回路负极
第 2 个	RTD-	红线 2	电压感知负极
第 3 个	RTD+	(空着)	正极感知（依靠背后的“3”焊盘连通到 F+）
第 4 个 (最右)	F+	白线	电流/电压正极

必须处理的“三个焊盘”

这是新手最容易失败的地方。请翻到模块背面（或者正面寻找标有 2/3/4 的区域）：

“2/3 Wire” 焊盘：必须短接。
- 作用：告诉芯片启用三线制补偿算法。
“3” 字样焊盘（通常在端子附近）：必须短接。
- 作用：这会在内部把 Force+ 和 RTDIn+ 连接在一起。因为你只有一根白线，短接这里后，白线既负责供电，也负责检测电压。
“2 Wire” 焊盘（通常是并排的两个）：绝对不要动（保持开路）。
- 作用：这是给两线制准备的，短接它会毁掉你的红线补偿逻辑。

![[Pasted image 20251228122403.png]]

位置 ① (2/3 Wire)：必须焊上（短接）。
- 作用：告诉芯片启用补偿逻辑，准备处理 2 线或 3 线模式。
位置 ② (2 Wire)：保持断开（不要焊）。
- 原因：这是专门给两线制传感器用的。如果你焊了这里，三线制的线阻补偿功能就失效了，会导致测量温度偏高。
位置 ③ (24 / 3 选区)：将中间焊盘与标有“3”的一侧焊在一起。
- 作用：这是三线制最核心的跳线。它在硬件上将 Force+ 和 RTD+ 连通，使你的那一根白线同时承担供电和感知电压的任务。

为什么这么接？

白线端：通过跳线将 F+ 和 RTD+ 合二为一，用一根线完成供电和检测。
红线端：利用两根红线。一根（F-）负责跑电流，另一根（RTD-）负责探测电压。MAX31865 通过对比两端的电位差，就能自动减去红线的导线电阻，从而给出最精准的温度。

MAX31865 芯片测量温度的原理是测量 RTD+ 和 RTD- 之间的电压。

4 线制：F+ 供电，RTD+ 只负责测电压。
3 线制：因为只有一根白线，所以白线既要当“供电员”（F+），又要当“检测员”（RTD+）。
结论：只要在进入芯片之前，这两个点是连通的（不管是在 PCB 内部连，还是在端子外面连），芯片收到的信号都是一样的。

记住这个原则：哪里有“双线”，哪里就是负极在三线制 PT100 的世界里，请务必遵守这个“潜规则”：

传感器侧	导线数量	对应模块端子	备注
单线侧 (白线)	1 根	$F+$ / $RTD+$	这里需要通过焊接或跳线短接。
双线侧 (红线)	2 根	$RTD-$ / $F-$	芯片靠这两根线来“感知”并“消灭”线阻。

快速“握手”测试（验证焊接和连线）

在 main.c 的 while(1) 之前，先写这几行。如果串口能打印出 0xD1，说明你的 SPI 连线、焊接、片选全部正确！

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// 在 main.c 的 USER CODE BEGIN 2 处
uint8_t read_val = 0;
uint8_t reg_addr = 0x00; // 配置寄存器的读地址
uint8_t test_config = 0xD1; // 我们准备写入的值

// 1. 尝试写入配置
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 拉低 CS (PA4)
uint8_t write_buf[2] = {0x80, test_config}; // 0x80 是配置寄存器的写地址
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, write_buf, 2, 100);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);   // 拉高 CS

HAL_Delay(10);

// 2. 尝试读回配置
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 拉低 CS
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &reg_addr, 1, 100);
HAL_SPI_Receive(&hspi1, &read_val, 1, 100);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);   // 拉高 CS

printf("MAX31865 Config Reg: 0x%02X (Expected: 0xD1)\n", read_val);

这里可线停止打印电流、压力等参数，保持串口输出的内容不会刷一下子就跳过去了 ![[Pasted image 20251228161427.png]]

看到 0xD1 就说明硬件焊接、引脚连线、SPI 时序配置这三大难关已经全部打通了。芯片已经正确识别了你的指令，并做好了测量准备。

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[16:12:57.342] MAX31865 Config Reg: 0xD1 (Expecte
[16:12:57.342] d: 0xD1)

1、完善正式驱动 (max31865.c)

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#include "max31865.h"

static SPI_HandleTypeDef *max_hspi;

// 片选宏（假设你的 CS 接在 PA4）
#define MAX_CS_L() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET)
#define MAX_CS_H() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET)

void MAX31865_Init(SPI_HandleTypeDef *hspi) {
    max_hspi = hspi;
    // 写入配置：0xD1 (1101 0001) -> 开启偏置, 自动模式, 3线制, 50Hz滤波
    uint8_t buf[2] = {0x80, 0xD1}; 
    MAX_CS_L();
    HAL_SPI_Transmit(max_hspi, buf, 2, 100);
    MAX_CS_H();
}

/**
 * @brief 读取当前温度值
 * @return float 温度值 (摄氏度)
 */
float MAX31865_ReadTemp(void) {
    uint8_t addr = 0x01; // RTD 数据起始地址
    uint8_t raw[2];
    
    MAX_CS_L();
    HAL_SPI_Transmit(max_hspi, &addr, 1, 100);
    HAL_SPI_Receive(max_hspi, raw, 2, 100);
    MAX_CS_H();

    // 1. 合并为 16 位原始码，并去掉最后一位 Fault 标志位
    uint16_t rtd_code = ((raw[0] << 8) | raw[1]) >> 1;

    // 2. 计算电阻：$R = \frac{RTD\_Code \times R_{ref}}{32768}$
    // MAX31865_RREF 建议定义为 430.0f
    float resistance = (float)rtd_code * 430.0f / 32768.0f;

    // 3. 计算温度（简化线性公式）：$T = \frac{R/R_{nominal} - 1}{0.003851}$
    // MAX31865_RNOMINAL 建议定义为 100.0f
    float temp = (resistance / 100.0f - 1.0f) / 0.003851f;
    
    return temp;
}

2、整合到 Logic_Update 业务层

参考资料

零知开源——STM32F1驱动MAX31865读取三线PT100温度传感器-CSDN博客