要实现PT100温度传感器的STM32温控系统，需要结合硬件电路和软件编程。以下是关键步骤和代码示例：

一、硬件设计

1. PT100测量电路

   • 恒流源：提供1mA恒流（例：LM334芯片）
   • 电桥调理电路：使用仪表放大器（如AD620或AD623）放大电压差
   • 三线制连接：补偿导线电阻（参考电路图）

     PT100引脚1 ──┤ R1 ├── Vcc
            └───┐
     PT100引脚2 ─────┴───┤ 仪表放大器+ 
     PT100引脚3 ─────────┤ 仪表放大器-

2. STM32外设配置

   • ADC通道：12位分辨率，差分输入模式（若可用）
   • 参考电压：外部高精度基准源（如REF3030）
   • PWM输出：驱动加热执行器（如MOSFET或固态继电器）

二、软件实现

1. ADC采集与滤波

// 定义ADC参数
#define VREF 3.3f  // 参考电压
#define AMP_GAIN 50.0f  // 放大器增益

uint16_t adc_read() {
  HAL_ADC_Start(&hadc1);  // 启动ADC
  HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); // 等待转换
  return HAL_ADC_GetValue(&hadc1); 
}

float read_temperature() {
  uint32_t sum = 0;
  for (int i = 0; i < 16; i++) { // 16次采样平均
    sum += adc_read();
    HAL_Delay(1);
  }
  float adc_val = sum / 16.0f;

  // 电压计算：Vpt = (adc_val / 4096) * VREF
  float voltage = (adc_val / 4096.0f) * VREF / AMP_GAIN;

  // PT100阻值：R = V / I (I=1mA)
  float resistance = voltage / 0.001f; 

  return resistance_to_temperature(resistance);
}

2. PT100阻值转温度（查表法+线性插值）

// PT100温度-阻值分度表示例（0-100℃）
const float temp_table[] = {0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100};
const float r_table[] = {100.0, 103.9, 107.79, 111.67, 115.54, 119.4, ...}; 

float resistance_to_temperature(float R) {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (R >= r_table[i] && R <= r_table[i+1]) {
      // 线性插值公式
      float slope = (temp_table[i+1] - temp_table[i]) / (r_table[i+1] - r_table[i]);
      return temp_table[i] + (R - r_table[i]) * slope;
    }
  }
  return -999; // 超范围
}

3. PID温度控制（示例）

// PID参数
float Kp = 2.0, Ki = 0.5, Kd = 0.1; 
float error_sum = 0, last_error = 0;

void pid_control(float target_temp) {
  float current_temp = read_temperature();
  float error = target_temp - current_temp;

  // PID计算
  error_sum += error;
  float d_error = error - last_error;
  float pid_out = Kp * error + Ki * error_sum + Kd * d_error;
  last_error = error;

  // PWM输出 (0-100%占空比)
  uint16_t pwm_val = (uint16_t)(pid_out * 100); 
  __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, pwm_val); 
}

三、关键优化技术

1. 导线补偿（三线制）

   • 测量R_lead = (R12 + R13 - R23)/2
   • 真实阻值 = R_measured - R_lead

2. 非线性校正

   // Callendar-Van Dusen公式（-200℃~0℃）
   if(temp < 0) {
    float R0 = 100.0;
    float A=3.9083e-3, B=-5.775e-7, C=-4.183e-12;
    R = R0 * (1 + A*t + B*t*t + C*(t-100)*t*t*t);
   }

3. 抗干扰措施

   • ADC软件滤波：中位值平均法
   • 硬件RC滤波（ADC输入端）
   • 屏蔽线连接PT100

四、校准步骤

1. 冰水混合液（0℃）下采集ADC值CAL0
2. 沸水（100℃）下采集ADC值CAL100
3. 程序中修正系数：

   float scale = 100.0 / (CAL100 - CAL0);
   float offset = CAL0;
   float real_temp = (adc_val - offset) * scale;

注意：实际项目需配合定时器中断实现精确采样周期（例：100ms），完整工程需包含OLED显示、串口通讯等功能模块。建议使用RTOS管理任务。