一、HX711压力传感器芯片介绍
1.1 HX711芯片介绍
HX711 是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转 换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集 成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同 类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、 响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子 秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。
该芯片与后端 MCU 芯片的接口和编程非常 简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片 内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取 通道 A 或通道 B，与其内部的低噪声可编程放 大器相连。通道 A 的可编程增益为 128 或 64， 对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV 或±40mV。通道 B 则为固定的 32 增益，用于系 统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接 向外部传感器和芯片内的 A/D 转换器提供电 源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的 时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复 位功能简化了开机的初始化过程。
1.2 芯片管脚与描述
VCC和GND引脚分别为HX711芯片的电源输入端口,供电2.6-5.5V。
DOUT是HX711芯片的数据输出引脚，它输出经过传感器A/D转换处理后的24位压力数据。
SCK是HX711芯片的时钟输入引脚，用于控制传感器进行A/D转换的时钟信号。
1.3 芯片特点
1.两路可选择差分输入
2.片内低噪声可编程放大器，可选增益为 32,64 和 128
3.片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内 A/D 转换器提供电源
4.片内时钟振荡器无需任何外接器件，必要时 也可使用外接晶振或时钟
5.上电自动复位电路 • 简单的数字控制和串口通讯：所有控制由管 脚输入，芯片内寄存器无需编程
6. 可选择 10Hz 或 80Hz 的输出数据速率
7.同步抑制 50Hz 和 60Hz 的电源干扰
8.耗电量（含稳压电源电路）： 典型工作电流：< 1.6mA, 断电电流：< 1µA
9.工作电压范围：2.6 ~ 5.5V
10.工作温度范围：-40 ~ +85℃
11.16 管脚的 SOP-16 封装
二、测量原理
2.1 芯片原理图
2.2 压力传感器输出电压值
满量程输出电压=激励电压*灵敏度 1.0mv/v 例如：供电电压是 5v 乘以灵敏度 1.0mv/v=满量程 5mv。 相当于有 5Kg 重力产生时候产生 5mV 的电压。
2.3 芯片原理概述
711 模块 A 通道带有 128 倍信号增益，可以将 5mV 的电压放大 128 倍，然后采样输 出 24bit AD 转换的值，单片机通过指定时序将 24bit 数据读出。
2.4 数据输出，输入通道和增益选择时序图
1. 当DOUT（数据输出引脚）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；
2. 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（其中前24各时钟脉冲输出的是传感器测得的ADC数据，第25-27个时钟脉冲与数据无关，仅用于选择下一次传感器的输出增益和输出通道）。
3. 在第一个时钟脉冲的上升沿会读取出输出的24位数据的最高位（即最高有效位，MSB），然后在接下来的时钟脉冲中，逐位输出这24位数据，从最高位到最低位。这个过程会一直持续，直到24位数据全部输出完成。传感器的数据输出是从高位到低位的。
2.5 程序计算原理
2.5.1 如何计算传感器供电电压？
HX711 可以在产生 VAVDD 和 AGND 电压，即 711 模块上的 E+和 E-电压。 该电压通过 VAVDD=VBG(R1 +R2 )/R2 计算。 VBG 为模块儿基准电压 1.25v R1 = 20K,R2 = 8.2K 因此得出 VAVDD = 4.3V （为了降低功耗，该电压只在采样时刻才有输出，因此用万用表读取的值可能低于 4.3v，因 为万用表测量的是有效值。）
2.5.2 如何将 AD 值反向转换为重力值？
假设重力为 A Kg，（x<5Kg）,测量出来的 AD 值为 y 传感器输出，发送给 AD 模块儿的电压为 A Kg * 4.3mV / 5Kg = 0.86A mV 经过 128 倍增益后为 128 * 0.86A = 110.08AmV 转换为 24bit 数字信号为 110.08A mV * 224 / 4.3V = 429496.7296A 所以 y = 429496.7296A 因此得出 A = y / 429496.7296 。
所以得出程序中计算公式 Weight_Shiwu = (unsigned long)((float)Weight_Shiwu/429.5);
特别注意： 因为不同的传感器斜率特性曲线不是完全一样，因此，每一个传感器需要矫正这里的 429.5 这个除数，才能达到精度很高。
#define GapValue 430
当发现测试出来的重量偏大时，增加该数值。 如果测试出来的重量偏小时，减小改数值。该值可以为小数，例如 429.5 等。
三、单片机介绍
3.1 STM32F103C8T6最小系统板
本文使用的开发板为STM32F103C8T6最小系统板，HX711芯片使用到的引脚为PB0和PB1引脚。
四、接线说明
4.1 称重模块实物图
4.2 压力传感器与HX711芯片接线图
4.3 HX711芯片与单片机接线
HX711芯片与单片机的接线取决于HX711.H中的引脚宏定义：
#define HX711_SCK PBout(0)// PB0
#define HX711_DOUT PBin(1)// PB1
此处定义了SCK时钟引脚为PB0,DOUT输出引脚为PB1，则模块上的SCK接PB0，DT接PB1。
如果需要修改引脚，直接修改此处的宏定义。
注意：这两个引脚在HX711.C中会先初始化，修改了宏定义之后需要去HX711.C中将初始化的引脚也进行修改！ 引脚初始化函数为：void Init_HX711pin(void)；
五、代码编写
5.1 HX711.C
#include "HX711.h"
#include "delay.h"
u32 HX711_Buffer;
u32 Weight_Maopi;
s32 Weight_Shiwu;
u8 Flag_Error = 0;
//校准参数
//因为不同的传感器特性曲线不是很一致，因此，每一个传感器需要矫正这里这个参数才能使测量值很准确。
//当发现测试出来的重量偏大时，增加该数值。
//如果测试出来的重量偏小时，减小改数值。
//该值可以为小数
#define GapValue 106.5
void Init_HX711pin(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PF端口时钟
//HX711_SCK
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB
//HX711_DOUT
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//输入上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0); //初始化设置为0
}
//****************************************************
//读取HX711
//****************************************************
u32 HX711_Read(void) //增益128
{
unsigned long count;
unsigned char i;
HX711_DOUT=1;
delay_us(1);
HX711_SCK=0;
count=0;
while(HX711_DOUT);
for(i=0;i<24;i++)
{
HX711_SCK=1;
count=count<<1;
delay_us(1);
HX711_SCK=0;
if(HX711_DOUT)
count++;
delay_us(1);
}
HX711_SCK=1;
count=count^0x800000;//第25个脉冲下降沿来时，转换数据
delay_us(1);
HX711_SCK=0;
return(count);
}
//****************************************************
//获取毛皮重量
//****************************************************
void Get_Maopi(void)
{
Weight_Maopi = HX711_Read();
}
//****************************************************
//称重
//****************************************************
void Get_Weight(void)
{
HX711_Buffer = HX711_Read();
if(HX711_Buffer > Weight_Maopi)
{
Weight_Shiwu = HX711_Buffer;
Weight_Shiwu = Weight_Shiwu - Weight_Maopi; //获取实物的AD采样数值。
Weight_Shiwu = (s32)((float)Weight_Shiwu/GapValue); //计算实物的实际重量
//因为不同的传感器特性曲线不一样，因此，每一个传感器需要矫正这里的GapValue这个除数。
//当发现测试出来的重量偏大时，增加该数值。
//如果测试出来的重量偏小时，减小改数值。
}
}
代码 u32 HX711_Read(void) 说明：
函数中，count是一个无符号长整型变量，用于存储从HX711获取的数据。
i是一个无符号字符型变量，用于循环读取HX711芯片数据的次数。
延时1微秒用于确保时序的准确性。
函数通过设置HX711_DOUT和HX711_SCK的电平，使HX711传感器进入读取状态。接下来，函数使用while语句来等待DOUT的第一个脉冲到来。当DOUT为高电平时，表示HX711传感器还没有准备好，此时需要等待。当DOUT为低电平时，表示HX711传感器已经准备好，可以开始读取数据了。
当传感器准备好读取后，函数使用一个for循环来读取HX711芯片的i个数据位。在每个时钟周期中，函数将SCK设为高电平，然后将count左移一位。如果此时DOUT为高电平，则表示在该时钟周期内，HX711传感器向count的当前位中写入了1，此时需要将count的最低位设为1。
读取完24个数据位后，此时count变量中存储着24位的数据。此时需要将count的最高位设为1，以便扩展到32位。这可以通过将count异或0x800000来实现。
最后，函数将SCK设为高电平，并延时一个周期，然后将SCK设为低电平。该函数返回count变量作为结果，即为从HX711传感器读取到的数据。经过转换后即可得到被测物体的重量。
5.2 HX711.H
#ifndef __HX711_H
#define __HX711_H
#include "sys.h"
#define HX711_SCK PBout(0)// PB0
#define HX711_DOUT PBin(1)// PB1
extern void Init_HX711pin(void);
extern u32 HX711_Read(void);
extern void Get_Maopi(void);
extern void Get_Weight(void);
extern u32 HX711_Buffer;
extern u32 Weight_Maopi;
extern s32 Weight_Shiwu;
extern u8 Flag_Error;
#endif
5.3 MAIN.C
5.3.1 添加头文件
#include "delay.h"
#include "HX711.h"
5.3.2 初始化
Init_HX711pin();
delay_init();
延时函数需要自己加入，用于确保读取的准确性。
5.3.3 初始化完成后首先进行一次去皮
Get_Maopi(); //称毛皮重量
delay_ms(2000);
Get_Maopi(); //重新获取毛皮重量
系统初始化过程中，需要确保压力传感器上没有物品，否则系统初始化会将当前的重量作为初始值，影响后面物体的实际重量。
5.3.4 测重函数
while(1)
{
Get_Weight();
}
5.3.5 完整main函数（带显示屏显示）
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "HX711.h"
#include "oled.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
Init_HX711pin();
delay_init();
OLED_Init();
OLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示
OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示
OLED_Clear();
Get_Maopi(); //称毛皮重量
delay_ms(2000);
Get_Maopi(); //重新获取毛皮重量
OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1); //当
OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1); //前
OLED_ShowChinese(32,0,2,16,1); //重
OLED_ShowChinese(48,0,3,16,1); //量
OLED_ShowChar(64,0,':',16,1); //:
OLED_ShowChar(112,0,'g',16,1); //g
while(1)
{
OLED_Refresh();
Get_Weight();
}
}
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0.96寸OLED显示屏显示字符串、汉字（stm32标准库）_stm32oled文字库-CSDN博客
六、测量效果
当前重量即单片机读取HX711芯片数据后经过转换得到的重量。
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