STM32保姆级入门教程｜第8章：PT100高精度测温实战 + ADS1232驱动 + 24位ADC数据解析（功能超详细+CubeIDE手把手）

原创 ✍️ | 新手零门槛，全程新建工程，手把手不踩坑！

文章标签：#stm32 #stm32cubeide #ADS1232 #PT100 #24位ADC #高精度测温 #工业实战 #嵌入式

系列前置博客（必看！否则跟不上哦😜）：

第1章：零基础必看，从认知到实战全解析

第2章：STM32CubeIDE 使用+点亮LED

第3章：从新建工程到LED闪烁

第4章：GPIO输入+外部中断实现按键控制LED

第5章：GPIO内部结构 + 8种模式详解

第6章：定时器中断原理 + 精准LED闪烁

第7章：串口通信 + printf重定向打印调试（本章续篇）

💡 一、前言（为什么学PT100测温？工业实战必备！）

大家好，我是BackCatK Chen😎！

前面7章我们学完了GPIO、中断、串口、定时器这些STM32的"基础技能"，你已经能让LED闪烁、能用按键控制、能用串口打印调试信息了。但接下来问题来了：单片机最有价值的应用是什么？

答案是：采集真实世界的物理量！

温度，是工业生产和日常生活中最常测量的物理量之一。从恒温箱、热水器到工业窑炉，都离不开精准的温度测量。今天咱们就学嵌入式测温的"黄金组合"------PT100铂电阻 + ADS1232 24位高精度ADC + MCP1525精密基准源 。这套方案精度可达0.1℃级别，在工业领域广泛应用，学会它，你就掌握了工业测温的核心技术！

重点说明💥：本章不沿用任何前序工程 ，全程从0新建工程，手把手教你配置ADS1232、采集24位数据、通过预置的0.1℃高分辨率PT100分度表 直接查表得到温度值。本章基于 STM32CubeIDE 1.19.0 版本编写，哪怕你没保存前序工程，也能轻松跟上！

本章我把PT100原理、ADS1232芯片、24位数据读取、查表法温度换算全部讲到最细，全程用"大白话+表情包+一步一截图"，新手看完不仅能学会，还能直接用在自己的项目里，爽到飞起！

🎯 二、本章核心功能目标（清晰明确，学完不迷茫）

搞懂 ✅ PT100铂电阻测温原理（电阻怎么变成温度？）
掌握 ✅ ADS1232 24位ADC的读取方法（比普通SPI多一个特殊引脚！）
学会 ✅ 24位有符号数据的读取与拼接（三个字节怎么拼成一个数？）
学会 ✅ 利用内置高分辨率分度表快速查表（0.1℃精度，0~570℃）
实现 ✅ ：
- 每秒采集一次温度数据
- 通过串口打印实时温度值（精确到0.1℃）
- LED每秒闪烁一次（指示系统运行）
理解 ✅ 为什么这套方案是工业测温的"黄金搭档"（电桥+基准+24位ADC）

🔌 三、硬件接口定义

本章不深入讲解原理图，只给出最简明的接线关系，仅提供我自己的开发版接口，大家根据自己的原理图配置。

3.1 STM32 ↔ ADS1232测温板接线表

STM32F103RCT6 引脚	测温板信号	功能说明
PB12	A0	通道选择（本示例用通道1，低电平）
PB13	PDWN/CS	掉电控制（高电平工作）
PB14	SCLK	串行时钟（STM32输出）
PB15	DOUT	数据输出/数据就绪（STM32输入）
3.3V	VCC	电源正
GND	GND	共地（必须接！）

3.2 串口打印接线（参考上一篇文章）

STM32	USB转TTL
PA9 (TX)	RX
PA10 (RX)	TX
GND	GND

硬件配置参数（写代码用）：

基准电压 VREF = 2.5V（MCP1525提供）
PGA增益 = 128倍（硬件已固定）
采样率 = 80SPS
恒流源电流 = 1mA

🏗️ 四、测温系统总体架构（一张图看懂信号流向）

复制代码

PT100 → 电桥+差分放大 → ADS1232(24位ADC) → STM32(GPIO模拟SPI) → 串口打印/LED指示

📌 核心思想 ：PT100把温度变成电阻，电桥把电阻变成电压，ADS1232把电压变成数字量，STM32把数字量算回温度------四条"翻译官"接力完成测温！

🌡️ 五、PT100测温原理简述（通俗不烧脑）

PT100：0℃时阻值 = 100Ω，每升高1℃，阻值增加约0.385Ω（非线性，需查表修正）
三线制：工业标配，可消除导线电阻影响
温度换算 ：本章采用预置的0.1℃高分辨率分度表，直接根据ADC原始码值查表得到温度，无需复杂的公式计算

🔬 六、ADS1232 24位ADC深度解析（原理+时序+数据读取全明白）

6.1 ADS1232是什么？

ADS1232 是德州仪器（TI）推出的一款 24 位低功耗 Δ-Σ 模数转换器，专为桥式传感器设计。它内部集成了可编程增益放大器（PGA）、Δ-Σ 调制器和数字滤波器，能将微弱的模拟电压信号转换为高精度的 24 位数字量。

核心参数速览：

参数	数值/选项	说明
分辨率	24 位	理论可分辨 2²⁴ = 16,777,216 个等级
PGA 增益	1 / 2 / 64 / 128	通过 GAIN0/GAIN1 引脚配置
数据速率	10 SPS / 80 SPS	通过 SPEED 引脚选择，速率越低噪声越小
输入通道	2 路差分	通过 A0 引脚切换
接口	类 SPI（特殊时序）	SCK + DOUT，DOUT 兼具数据就绪功能

6.2 24位ADC意味着什么？

我们常用的 STM32 内部 ADC 是 12 位 ，能区分 2¹² = 4096 个电压等级。而 ADS1232 是 24 位 ，能区分 16,777,216 个等级，精度提升了 4096 倍！

举个直观的例子：假设测量范围是 0~2.5V：

12位ADC：最小分辨电压 = 2.5V / 4096 ≈ 0.6mV
24位ADC：最小分辨电压 = 2.5V / 16777216 ≈ 0.15μV

这就是为什么 PT100 微小的电阻变化（每℃仅 0.385Ω，对应电压变化约 0.385mV）能被精准捕获的原因。

6.3 DOUT 引脚的双重功能（最核心！）

ADS1232 最特殊的引脚就是 DOUT，它有两个功能：

数据就绪标志（DRDY）：
- 根据数据手册，当 ADC 正在转换时，DOUT 保持 高电平 ；转换完成后变为 低电平。
- ⚠️ 特别注意 ：由于某些硬件电路设计差异（如加了反相器），你手上的模块可能是 DOUT=1 表示就绪 。本章代码以实际验证的逻辑为准：等待 DOUT == 1 才读取数据。
数据输出（DOUT）：
- DOUT 就绪后，在 SCK 时钟的驱动下，DOUT 会逐位输出 24 位转换结果。

⚠️ 关键要点 ：读取数据之前，必须等待 DOUT 变为有效电平（本代码为高电平），否则读出来的是垃圾数据！

6.4 数据读取时序（必看！搞懂才能写代码）

本章代码的实际读取步骤如下：

步骤1：等待 DOUT 变高（本模块的就绪标志）

c 复制代码

delay_us(5);
if(IO_ADS1232_DO)   // DOUT=1 表示数据就绪，继续读取
    // 读取数据
else
    return 0;       // 未就绪则返回0

步骤2：输出 24 个时钟脉冲，读取数据

每个 SCK 的 上升沿，DOUT 输出一位数据
数据从最高位（MSB，第 23 位）开始输出，一直到最低位（LSB，第 0 位）
我们在每个上升沿后读取 DOUT 电平，并移位拼接到变量中

步骤3：数据后处理

若最高位为 1，表示负数（低于 0℃），直接置 0
右移 8 位（丢弃低 8 位噪声，相当于除以 256）
限制上限 5600（对应分度表最大索引）

步骤4：额外时钟

再输出一个 SCK 脉冲，让 DOUT 回到空闲状态

6.5 为什么不用硬件SPI？

ADS1232 虽然看起来像 SPI 设备，但用 STM32 的硬件 SPI 驱动会很麻烦，因为：

数据位数不是 8 的整数倍（24 位），硬件 SPI 通常只能处理 8/16 位
需要精确控制时钟数量
DOUT 兼具数据就绪功能，硬件 SPI 的 NSS 引脚无法替代

因此，TI 官方推荐用 GPIO 模拟时序（Bit-Bang），我们本章就采用这种方式。

🛠️ 七、CubeIDE 1.19.0 新建工程+手把手配置（一步一截图，零踩坑）

重点🔥：全程从0新建工程，不沿用任何前序工程，每一步都有截图。

步骤1：新建CubeIDE工程（参考之前的项目我就不上截图了）

打开STM32CubeIDE，点击 Start a new STM32 project
搜索芯片型号 STM32F103RCT6，选中后点击 Next
填写工程名称（例如 PT100_ADS1232_Demo），选择保存路径，点击 Finish

步骤2：配置串口USART1（用于printf打印）

左侧点击 Connectivity → USART1，Mode 选择 Asynchronous
参数设置：Baud Rate = 115200，Word Length = 8 Bits，Parity = None，Stop Bits = 1

步骤3：开启USART1全局中断

切换到 NVIC Settings 界面，勾选 USART1 global interrupt → Enable

步骤4：配置LED引脚（用于温度指示）

配置 PA0 为 GPIO_Output，别名设为 LED，推挽输出、无上下拉。

步骤5：配置ADS1232控制引脚

根据接口定义，依次配置以下引脚：

引脚	别名	模式
PB12	ADS1232_A0	GPIO_Output
PB13	ADS1232_CS	GPIO_Output
PB14	ADS1232_SCK	GPIO_Output
PB15	ADS1232_OUT	GPIO_Input

步骤6：生成代码

点击右上角 GENERATE CODE 按钮，等待代码生成完成。

💻 八、代码功能详解 + 实战编写（逐行拆解，新手也能懂）

✅ 本章代码已经过实际硬件验证，可直接使用。代码采用位带操作 简化 GPIO 控制，基于 SysTick 实现精确微秒延时 ，并加入中值滤波 与通道切换机制，测温稳定可靠。

8.1 包含头文件与位带操作

c 复制代码

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "bitband.h"   // 位带操作头文件（需自行创建，见配套源码）
/* USER CODE END Includes */

bitband.h 内容如下（简化版，完整见源码）：

c 复制代码

#ifndef _BITBAND_H
#define _BITBAND_H

#include "stm32f1xx.h"

#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000) + 0x02000000 + ((addr & 0x000FFFFF) << 5) + (bitnum << 2))
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE + 0x0C)
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE + 0x08)

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr, n)
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr, n)

#define IO_ADS1232_SK   PBout(14)   // PB14
#define IO_ADS1232_CS   PBout(13)   // PB13
#define IO_ADS1232_CH   PBout(12)   // PB12
#define IO_ADS1232_DO   PBin(15)    // PB15

#endif

8.2 全局变量与分度表

c 复制代码

/* USER CODE BEGIN PV */
#define LED_Pin        GPIO_PIN_0
#define LED_GPIO_Port  GPIOA

unsigned char Count0, Step0, ADS_CH, ADC_Cnt;    // 计数变量
int temperature = 0;                             // 温度值（实际使用中可为 float）

// PT100 高分辨率分度表（0.1℃精度，0~570℃）
unsigned int const ADS1232_Tab[] = {
    // 0℃ ~ 5℃
    0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 9, 10, 10, 11, 11, 12, 12, 12, 13, 13, 14, 14, 15, 15, 15, 16, 16, 17, 17, 18, 18, 18, 19, 19, 20, 20,
    // ...（完整数组见配套工程，共 5700+ 个元素）
    // 565℃ ~ 570℃
    2646, 2646, 2647, 2647, 2648, 2648, 2649, 2649, 2650, 2650, 2651, 2651, 2652, 2652, 2653, 2653, 2654, 2654, 2655, 2655, 2656, 2656, 2657, 2657, 2658, 2658, 2659, 2659, 2660, 2660, 2661, 2661, 2662, 2662, 2663, 2663, 2664, 2664, 2665, 2665, 2666, 2666, 2667, 2667, 2668, 2668, 2669, 2669, 2670, 2670
};
#define TABLE_SIZE (sizeof(ADS1232_Tab) / sizeof(ADS1232_Tab[0]))
/* USER CODE END PV */

8.3 精确微秒/毫秒延时（基于 SysTick）

c 复制代码

/* USER CODE BEGIN 0 */
static uint32_t fac_us = 0;    // us 延时倍乘数（需在系统时钟初始化后赋值）

// 微秒延时（利用 SysTick 滴答定时器，精确延时）
void delay_us(uint32_t nus) {
    uint32_t ticks;
    uint32_t told, tnow, tcnt = 0;
    uint32_t reload = SysTick->LOAD;
    ticks = nus * fac_us;
    told = SysTick->VAL;
    while(1) {
        tnow = SysTick->VAL;
        if(tnow != told) {
            if(tnow < told) tcnt += told - tnow;
            else tcnt += reload - tnow + told;
            told = tnow;
            if(tcnt >= ticks) break;
        }
    }
}

// 毫秒延时
void delay_ms(uint16_t nms) {
    uint32_t i;
    for(i = 0; i < nms; i++) delay_us(1000);
}

// printf 重定向
int __io_putchar(int ch) {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

💡 提示：fac_us 需在 main 函数中调用 HAL_Init() 和 SystemClock_Config() 之后赋值为 SystemCoreClock / 1000000。示例：
c 复制代码
fac_us = SystemCoreClock / 1000000;

8.4 ADS1232 初始化函数（含校准脉冲）

c 复制代码

void ADS1232_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_Initure.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_Initure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initure);

    GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_Initure.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initure);

    IO_ADS1232_CH = 0;
    delay_ms(100);
    IO_ADS1232_SK = 0;
    IO_ADS1232_CS = 1;
    delay_ms(100);
    IO_ADS1232_CS = 0;
    delay_ms(100);
    IO_ADS1232_CS = 1;
    delay_ms(100);

    // 等待 DOUT 变高（本模块的就绪标志）
    for(Count0 = 0; Count0 < 250; Count0 = 0) {
        if(IO_ADS1232_DO == 1) break;
        delay_ms(100);
    }

    // 发送 25 个校准脉冲
    for(Step0 = 0; Step0 <= 24; Step0++) {
        Count0 = 1;
        Count0 = 0;
        IO_ADS1232_SK = 1;
        delay_us(100);
        if(IO_ADS1232_DO) Count0 = 0;
        IO_ADS1232_SK = 0;
        Count0 = 1;
        Count0 = 0;
    }
    IO_ADS1232_SK = 1;
    Count0 = 1;
    Step0 = 1;
    IO_ADS1232_SK = 0;
    Count0 = 0;
    Step0 = 0;
    printf("ADS1232 Init OK!\r\n");
}

8.5 读取 ADC 原始数据（24位 → 16位有效值）

c 复制代码

int32_t ADS1232_ReadData(void) {
    uint32_t temp_count = 0;
    uint32_t ADS1232Value;
    unsigned char ads_i = 0;

    delay_us(5);
    if(IO_ADS1232_DO)   // DOUT=1 表示数据就绪
    {
        // 读取 24 位数据
        for(ads_i = 0; ads_i < 24; ads_i++) {
            IO_ADS1232_SK = 1;
            delay_us(1);
            temp_count <<= 1;
            if(IO_ADS1232_DO) temp_count |= 1;
            IO_ADS1232_SK = 0;
            delay_us(1);
        }
        IO_ADS1232_SK = 1;
        delay_us(1);
        IO_ADS1232_SK = 0;

        if(temp_count & 0x800000) temp_count = 0;   // 负数置零
        temp_count >>= 8;                            // 丢弃低8位噪声
        ADS1232Value = (temp_count > 5600) ? 5600 : temp_count;
        return ADS1232Value;
    }
    return 0;   // 未就绪返回0
}

8.6 通道切换与中值滤波

c 复制代码

// 切换 ADC 通道（CH=0 或 1）
void Set_ADS1232(unsigned char CH) {
    delay_us(10);
    IO_ADS1232_CS = 0;
    delay_us(10);
    IO_ADS1232_CH = (CH ? 1 : 0);
    delay_us(10);
    IO_ADS1232_CS = 1;
    delay_us(10);
}

// 中值滤波（窗口大小 8，去掉最大最小值后取平均）
unsigned int Ad_Fillter(unsigned int data, unsigned int *p) {
    uint8_t AD_Fi;
    uint32_t AD_Max, AD_Min, AD_Avg;

    for(AD_Fi = 0; AD_Fi < 7; AD_Fi++) {
        *(p + AD_Fi) = *(p + AD_Fi + 1);
    }
    *(p + 7) = data;

    AD_Avg = AD_Max = AD_Min = *p;
    for(AD_Fi = 1; AD_Fi < 8; AD_Fi++) {
        if(*(p + AD_Fi) > AD_Max) AD_Max = *(p + AD_Fi);
        if(*(p + AD_Fi) < AD_Min) AD_Min = *(p + AD_Fi);
        AD_Avg += *(p + AD_Fi);
    }
    AD_Avg = AD_Avg - (AD_Max + AD_Min);
    AD_Avg += 3;
    AD_Avg /= 6;
    return AD_Avg;
}

8.7 主函数

c 复制代码

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

    fac_us = SystemCoreClock / 1000000;   // 初始化微秒延时系数

    ADS1232_Init();
    printf("\r\n===== PT100 高精度测温 =====\r\n");
    printf("分辨率: 0.1℃, 范围: 0~570℃\r\n\r\n");

    while(1) {
        int32_t adc = ADS1232_ReadData();
        printf("ADC: %8ld | Temp: %f ℃\r\n", (long)adc,(float) ADS1232_Tab[adc]/10);

        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
        HAL_Delay(1000);
    }
}

✨ 下载验证（见证奇迹的时刻！）

连接ST-Link和USB转TTL模块
打开串口助手（115200-8-N-1）
下载程序，观察输出

实际输出如下：

🎉 恭喜！你已经学会了STM32 + ADS1232 + PT100的高精度测温方案！使用预置的0.1℃分度表，无需复杂换算，直接查表即可得到温度值！

📝 关键功能总结（新手必背，避免踩坑！）

接口：PB12=A0, PB13=CS, PB14=SCK, PB15=DOUT
硬件参数：Vref=2.5V, Gain=128, Iex=1mA
读取关键：本模块 DOUT=1 表示就绪，读取 24 位后右移 8 位
温度换算：直接查分度表，表值除以 10 即实际温度（0.1℃分辨率）
printf重定向 ：重写 __io_putchar，结尾加 \r\n
精确延时 ：基于 SysTick 实现 delay_us，需在 main 中初始化 fac_us
中值滤波：8 窗口滤波，有效抑制随机噪声

❌ 常见问题排查（遇到问题不用慌，对照排查！）

现象	可能原因
读数始终0	CS未拉高、DOUT判断逻辑反了、增益错误
卡死	DOUT未变高（就绪标志错误）、时钟太快、虚焊
温度偏差大	分度表与实际电路不匹配，需重新校准
温度跳变	电源纹波大、基准电压不稳、未启用中值滤波
LED不闪	程序卡死、LED引脚配置错误
编译报错"undefined reference to delay_us"	函数未声明或未实现，检查 `delay_us` 是否在 `/* USER CODE BEGIN 0 */` 内
printf 浮点数打印异常	添加 `-u _printf_float` 链接器标志

📢 下篇预告（精彩不容错过！新手必追）

STM32保姆级入门教程｜第9章：工业PID温度控制实战 + PWM加热驱动 + 串口实时调参

手把手教你：从零实现经典 PID 控制算法，用 PWM 控制加热元件，通过串口实时调整 PID 参数并观察温度响应曲线。把你的测温系统升级为完整的闭环控制系统，迈入自动化控制的大门！

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硬件基础：包含硬件电路合集、硬件设计开发工具包，帮你打牢底层基础。
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📂资料包目录

00-STM32单片机环境搭建
01-硬件电路合集
02-硬件设计开发工具包
03-C语言学习资料包
04-STM32单片机开发工具包
05-STM32传感器模块合集
06-STM32项目合集
07-STM32单片机书籍&芯片手册
08-Linux相关学习资料包

STM32保姆级入门教程｜第8章：PT100高精度测温实战 + ADS1232驱动 + 24位ADC数据解析（功能超详细+CubeIDE手把手）

💡 一、前言（为什么学PT100测温？工业实战必备！）

🎯 二、本章核心功能目标（清晰明确，学完不迷茫）

🔌 三、硬件接口定义

3.1 STM32 ↔ ADS1232测温板接线表

3.2 串口打印接线（参考上一篇文章）

🏗️ 四、测温系统总体架构（一张图看懂信号流向）

🌡️ 五、PT100测温原理简述（通俗不烧脑）

🔬 六、ADS1232 24位ADC深度解析（原理+时序+数据读取全明白）

6.1 ADS1232是什么？

6.2 24位ADC意味着什么？

6.3 DOUT 引脚的双重功能（最核心！）

6.4 数据读取时序（必看！搞懂才能写代码）

6.5 为什么不用硬件SPI？

🛠️ 七、CubeIDE 1.19.0 新建工程+手把手配置（一步一截图，零踩坑）

步骤1：新建CubeIDE工程（参考之前的项目 我就不上截图了）

步骤2：配置串口USART1（用于printf打印）

步骤3：开启USART1全局中断

步骤4：配置LED引脚（用于温度指示）

步骤5：配置ADS1232控制引脚

步骤6：生成代码

💻 八、代码功能详解 + 实战编写（逐行拆解，新手也能懂）

8.1 包含头文件与位带操作

8.2 全局变量与分度表

8.3 精确微秒/毫秒延时（基于 SysTick）

8.4 ADS1232 初始化函数（含校准脉冲）

8.5 读取 ADC 原始数据（24位 → 16位有效值）

8.6 通道切换与中值滤波

8.7 主函数

✨ 下载验证（见证奇迹的时刻！）

📝 关键功能总结（新手必背，避免踩坑！）

❌ 常见问题排查（遇到问题不用慌，对照排查！）

📢 下篇预告（精彩不容错过！新手必追）

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📂资料包目录

步骤1：新建CubeIDE工程（参考之前的项目我就不上截图了）