51单片机驱动HX711芯片详解

创作时间:

作者:

@小白创作中心

51单片机驱动HX711芯片详解

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/weixin_51452951/article/details/136722234

HX711是一款专为高精度电子秤设计的24位A/D转换器芯片，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等特点。本文将详细介绍HX711的工作原理，并提供具体的驱动代码示例，帮助读者快速掌握其使用方法。

HX711介绍

HX711采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其他芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其他同类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。

HX711具有以下特点：

两路可选择差分输入
片内低噪声可编程放大器，可选增益为32、64和128
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
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
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
可选择10Hz或80Hz的输出数据速率
同步抑制50Hz和60Hz的电源干扰
耗电量（含稳压电源电路）：典型工作电流<1.6mA，断电电流<1uA
工作电压范围：2.6~5.5V
工作温度范围：-40~+85℃

HX711工作原理

HX711的内部结构如下：

芯片的封装如下：

如果将管脚XI接地，HX711将自动选择使用内部时钟振荡器，并自动关闭外部时钟输入和晶振的相关电路。这种情况下，典型输出数据速率为10Hz或80Hz。

通讯线由管脚PD_SCK和DOUT组成，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（图二）。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，参见下表：

PD_SCK的输入时钟脉冲数不应少于25或多于27，否则会造成串口通讯错误。当A/D转换器的输入通道或增益改变时，A/D转换器需要4个数据输出周期才能稳定。DOUT在4个数据输出周期后才会从高电平变低电平，输出有效数据。示意时序图如下：

HX711驱动代码

下面是HX711的驱动代码实现：

hx711.c

#include "hx711.h"
unsigned int weight_1kg = 0;
void delay_ms(unsigned char ms)
{
    {
        unsigned char i, j;
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
        i = 11;
        j = 190;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }while(ms--);
}
void delay_us(unsigned char us)
{
    {
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
    }while(us--);
}
unsigned long Get_1kg_weight(void) //函数调用前需要放一千克的物体在平台上
{
    weight_1kg =  Read_HX711();
    return weight_1kg;
}
unsigned long Get_weight(void)
{
    unsigned int weight = 0;
    weight = Read_HX711();
    weight /= weight_1kg;
    return weight;
}
unsigned long Read_HX711(void) //CLK为25，输入通道A
{
    unsigned long count;
    unsigned char i;
    HX711_CLK = 0;
    count = 0;
    while(HX711_DATA);  // 等待DATA变低
    for (i = 0; i < 24; i++) {
        HX711_CLK = 1;   // CLK变高，准备读取数据位
        count = count << 1;  // 左移一个位，为下一个数据位腾出位置
        HX711_CLK = 0;   // CLK变低，实际上在CLK的上升沿读取数据位
        if (HX711_DATA)
            count++;
    }
    HX711_CLK = 1;     // 发送额外的脉冲，设定下一次读取的增益
    count = count ^ 0x800000; // 如果需要的话可以转换为负数
    HX711_CLK = 0;
    return (count);
}
void main(void) {
    unsigned long weight;
    // 进行任何必要的初始化
    // ...
    while(1) {
        weight = Read_HX711();
        // 使用读取到的weight值
        // ...
    }
}

hx711.h

#ifndef _HX711_H_
#define _HX711_H_
#include "reg52.h"
#include "intrins.h"
#define HX711_DATA  P10 // 假设连接到P1.0口
#define HX711_CLK   P11 // 假设连接到P1.1口
unsigned long Read_HX711(void);
unsigned long Get_weight(void);
unsigned long Get_1kg_weight(void);
void delay_ms(unsigned char ms);
void delay_us(unsigned char us);
#endif

app.c

#include "hx711.h"
#include "stdio.h"
void main()
{
    Get_1kg_weight();//上电前把1kg物体放上去
    while(1)
    {
        unsigned int weight = 0;
        weight = Get_weight();
        delay_ms(500);
    }
}