樹莓派進階之路 (020) - 基於24位AD轉換模塊HX711的重量稱量實驗

參考文檔：http://www.geek-workshop.com/thread-2315-1-1.html

參考文檔：https://wenku.baidu.com/view/e5d5e4e26529647d26285243.html

先來看一下該模塊的常用接法：

 

 

模擬輸入
通道 A 模擬差分輸入可直接與橋式傳感器的差分輸出相接。由於橋式傳感器輸出的信號較小，為了充分利用A/D 轉換器的輸入動態范圍，該通道的可編程增益較大，為128 或64。這些增益所對應的滿量程差分輸入電壓分別±20mV 或±40mV。

通道B 為固定的32 增益，所對應的滿量程差分輸入電壓為±80mV。通道B 應用於包括電池在內的系統參數檢測。

供電電源
數字電源(DVDD)應使用與MCU 芯片相同的的數字供電電源。HX711 芯片內的穩壓電路可同時向 A/D 轉換器和外部傳感器提供模擬電源。穩壓電源的供電電壓(VSUP)可與數字電源(DVDD)相同。穩壓電源的輸出電壓值（VAVDD）由外部分壓電阻R1、R2 和芯片的輸出參考電壓VBG 決定（圖1），VAVDD=VBG(R1+R2)/R2。應選擇該輸出電壓比穩壓電源的輸入電壓(VSUP)低至少100mV。
如果不使用芯片內的穩壓電路，管腳VSUP應連接到DVDD 或AVDD 中電壓較高的一個管腳上。管腳VBG 上不需要外接電容，管腳VFB 應接地，管腳BASE 為無連接。時鍾選擇如果將管腳 XI 接地，HX711 將自動選擇使用內部時鍾振盪器，並自動關閉外部時鍾輸入和晶振的相關電路。這種情況下，典型輸出數據速率為10Hz 或80Hz。如果需要准確的輸出數據速率，可將外部輸入時鍾通過一個20pF 的隔直電容連接到XI管腳上，或將晶振連接到XI 和XO 管腳上。這種情況下，芯片內的時鍾振盪器電路會自動關
閉，晶振時鍾或外部輸入時鍾電路被采用。此時，若晶振頻率為11.0592MHz, 輸出數據速率為准確的10Hz 或80Hz。輸出數據速率與晶振頻率以上述關系按比例增加或減少。使用外部輸入時鍾時，外部時鍾信號不一定需要為方波。可將MCU 芯片的晶振輸出管腳上的時鍾信號通過20pF 的隔直電容連接到XI管腳上，作為外部時鍾輸入。外部時鍾輸入信號的幅值可低至150mV。

串口通訊
串口通訊線由管腳PD_SCK 和DOUT 組成，用來輸出數據，選擇輸入通道和增益。當數據輸出管腳DOUT 為高電平時，表明
A/D 轉換器還未准備好輸出數據，此時串口時鍾輸入信號PD_SCK 應為低電平。當DOUT 從高電平變低電平后，PD_SCK 應輸入25 至27 個不等的時鍾脈沖（圖二）。其中第一個時鍾脈沖的上升沿將讀出輸出24 位數據的最高位（MSB），直至第24 個時鍾脈沖完成，24 位輸出數據從最高位至最低位逐位輸出完成。第25至27 個時鍾脈沖用來選擇下一次A/D 轉換的輸入通道和增益，參見表三。

 
PD_SCK 脈沖數輸入通道 增益

 
時序圖

PD_SCK 的輸入時鍾脈沖數不應少於25 或多於27，否則會造成串口通訊錯誤。當A/D 轉換器的輸入通道或增益改變時，A/D 轉換器需要4 個數據輸出周期才能穩定。DOUT 在4 個數據輸出周期后才會從高電平變低電平，輸出有效數據。

樹莓派代碼：

# include <stdio.h>
# include <unistd.h>
# include <wiringPi.h>
# include <hiredis/hiredis.h>

/*-----------------結構體-----------------*/
struct hx711_pin{
    int SCK;
    int SDA;
    int EN;                        //校准使能
    int calibration;            //校准
    int coefficient;            //比例系數
    int weight;                    //重量
    unsigned long value;        //記錄數值
};

void set_pin(struct hx711_pin *value){
    value->SCK             = 4;
    value->SDA             = 5;
    value->EN            = 1;
    value->coefficient    = 415;
}

void init_pin(struct hx711_pin *value){
    pinMode(value->SCK,OUTPUT);
    pinMode(value->SDA,INPUT);
    pullUpDnControl(value->SDA,PUD_UP);
}

void start(struct hx711_pin *value){
    int i;
    digitalWrite(value->SCK,LOW);        //使能AD
    while(digitalRead(value->SCK));
    value->value = 0;                    //數值
    while(digitalRead(value->SDA));        //AD轉換未結束則等待。
    usleep(1);
    for(i=0;i<24;i++){
        digitalWrite(value->SCK,HIGH);
        while(0 == digitalRead(value->SCK))usleep(1);
        value->value = value->value*2;
        digitalWrite(value->SCK,LOW);
        while(digitalRead(value->SCK));
        if(digitalRead(value->SDA))
            value->value = value->value + 1;
    }
    digitalWrite(value->SCK,HIGH);
    digitalWrite(value->SCK,LOW);
    if((value->EN == 1)&&(value->value<25000)){
        value->EN = 0;
        value->calibration = value->value;
    }else {
        i = (value->value-value->calibration+50)/value->coefficient;
    }
    if(i<5000)value->weight = i;
    printf("重量為：%d g\n",value->weight);
}

/*-----------------主體-----------------*/
int setup(struct hx711_pin *value){    
    if(wiringPiSetup()==-1)return 1;
    set_pin(value);
    init_pin(value);
    return 0;
}

void loop(struct hx711_pin *value){
    while(1)
    start(value);
}

int main(void){
    struct hx711_pin value;
    if(0 == setup(&value))
        loop(&value);
    return 0;
}

截圖：

經過測試，數據還挺穩的。