【mcuclub】称重-HX711

一、实物图

 

二、原理图

三、简介

HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片是专门为称重传感器设计的，称重传感器只需要一个HX711芯片即可完成称重信号的处理及AD转换；对于单片机来说，获取此刻的重量值，只需一个简单函数读取此时AD值，并通过一个线性方程的转换后即可获取此时物体的精确重量。

HX711芯片与单片机的通讯只需要两个引脚，时钟引脚PD_SCK及数据引脚DOUT，用来输出数据，选择输入通道和增益。当数据输出管脚DOUT为高电平时，表明A/D转换器还未准备好输出数据，此时串口时钟输入信号PD_SCK应为低电平。当DOUT从高电平变低电平后，PD_SCK应输入25至27个不等的时钟脉冲，如图：

其中第一个时钟脉冲的上升沿将读出输出24位数据的最高位（MSB），直至第24个时钟脉冲完成，24位输出数据从最高位至最低位逐位输出完成。第25至27个时钟脉冲用来选择下一次A/D转换的输入通道和增益，时序如图:

四、称重原理

1.HX711模块可以看成由三个部分组成：压力传感器、电压放大器、ad转换芯片

压力传感器：感知物体重力，并转化为电压信号。这里是0~10kg压力传感器，灵敏电压为1mv，即1kg重力产生1mv电压

电压放大器：由于压力传感器产生电压太小，需要对电压信号放大。这里用的是128倍电压增益。

ad转换芯片（24位）：将模拟信号（放大后的电压值）转化为数字信号（ad值）

2.ad值转化为重力大小

假设重力为x kg，ad = (x/10)*128*2^24*(5/5000)，（满量程为10kg，128倍放大，精度为2^24，传感器满偏电压5mv，单片机为5v）

ad = 214748.3648x    >>    x = ad/214748.3648  (按g显示再乘1000即可)

//ad转化为重力大小公式，(float)将整除转化为小数运算，再将运算结果强制转化为无符号整型数值

Weight_Shiwu = (unsigned int)((float)Weight_Shiwu/240);

//理论上是除以214.7，实际上存在误差（传感器曲线以及电压的微小误差），需要根据显示情况来调整这一数值

五、程序

/****

*******  读取HX711数值

*****/

ulong HX711_Read(void)

{

   ulong count;                    //存ad值

   uchar i;

   HX711_DOUT = 1;               //数据端口拉高，参照时序图写

   Hx711_delay_us();            //延时

   HX711_SCK = 0;                //时钟端口拉低，使能AD

   count = 0;                    //ad值初始化

   while(HX711_DOUT);   //AD转换未结束则等待，否则开始读取

   for(i=0; i<24; i++)     //循环24次传数据，按位接收数据

   {

      HX711_SCK = 1;             //准备转换数据

      count = count << 1;     //向左移位，即向低位补0，空出最低位进行传值操作，如1<<1为10

      HX711_SCK = 0;          //时钟脉冲下降延，数据开始转换

      if(HX711_DOUT)

         count++;               //数据端为高则最低位+1，为1，数据端为低则最低位不变，为0（左移把最低位空出）

   }

   HX711_SCK = 1;                //第25个脉冲延

   count = count^0x800000;       //异或输出原码

   Hx711_delay_us();            //延时

   HX711_SCK = 0;                //结束ad转换

   return(count);               //传出ad值

}

六、流程设计

首先初始化引脚，然后数据引脚拉高，延时一段时间后，将时钟引脚拉低，等待AD转换结束，然后开始读取数据。接下来循环24次数据接收，在第25个脉冲将数据异或转换，并拉低时钟引脚结束AD转换。通过采集第一次数据为毛皮重量，采集第二次数据减去第一次数据即为最终称重重量。