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HX711电子秤称重传感器模块的参数特点、引脚图及功能、电路原理图及驱动程序

出处 :华强商城 发布时间 : 2021-04-08 关键词: 称重传感器 阅读 :

摘要:HX711芯片是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器,是称重传感器模块,由16管脚的SOP-16封装,其电源电压为AVDD 5.5 V,内含稳压电源、片内时钟振荡器,其片内低噪声可编程放大器,可选增益为64和128。

HX711芯片是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器称重传感器模块,由16管脚的SOP-16封装,其电源电压为AVDD 5.5 V,内含稳压电源、片内时钟振荡器,其片内低噪声可编程放大器,可选增益为64和128,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。在下文中小编讲给大家详细介绍HX711模块的规格参数、特点、引脚图及功能、电路原理图及驱动程序。




HX711称重传感器芯片的介绍


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。



HX711称重传感器模块的参数


满额度差分输入范围V(inp)-V(inn)±0.5(AVDD/GAIN)V

输入共模电压范围AGND+0.6AVDD-0.6V

使用片内振荡器,RATE=010

使用片内振荡器,RATE=DVDD80

外部时钟或晶振,RATE=0fclk/1,105,920

输出数据速率

外部时钟或晶振,RATE=DVDDfclk/138,240Hz

输出数据编码二进制补码8000007FFFFF(HEX)RATE=0400

输出参考电压(VBG)1.25V

外部时钟或晶振频率111.059230MHz

模拟电源电流(含稳压电路)1600μA断电0.3μA



HX711称重传感器模块的特点有哪些?


·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:《1.7mA,断电电流:《1μA

·工作电压范围:2.6~5.5V

·工作温度范围:-20~+85℃

·16管脚的SOP-16封装



HX711称重传感器模块的引脚图、功能说明及电气特性


引脚图:

HX711称重传感器模块的引脚图及


引脚功能:

HX711称重传感器模块的引脚功能


电气特性:

HX711称重传感器模块的电气特性


HX711称重传感器模块的时序图


HX711为串行数据总线型A/D转化器。作为串行通讯方式,那么掌握其时序图对于该器件的使用和操作起到了至关重要的作用。串口通讯线由管脚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,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。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个时钟脉冲用来选择下一个A/D转换的输入通道和增益。其时序如图7所示:


HX711称重传感器模块的时序图



HX711称重传感器模块的电路原理图及驱动程序


模拟输入


通道 A 模拟差分输入可直接与桥式传感器的差分输出相接。由于桥式传感器输出的信号较小,为了充分利用A/D 转换器的输入动态范围,该通道的可编程增益较大,为128 或64。这些增益所对应的满量程差分输入电压分别±20mV 或±40mV。


通道B 为固定的32 增益,所对应的满量程差分输入电压为±80mV。通道B 应用于包括电池在内的系统参数检测。



供电电源


数字电源(DVDD)应使用与MCU 芯片相同的的数字供电电源。HX711 芯片内的稳压电路可同时向 A/D 转换器和外部传感器提供模拟电源。稳压电源的供电电压(VSUP)可与数字电源(DVDD)相同。稳压电源的输出电压值(VAVDD)由外部分压电阻R1、R2 和芯片的输出参考电压VBG 决定(图1),VAVDD=VBG(R1+R2)/R2。应选择该输出电压比稳压电源的输入电压(VSUP)低至少100mV。


如果不使用芯片内的稳压电路,管脚VSUP应连接到DVDD 或AVDD 中电压较高的一个管脚上。管脚VBG 上不需要外接电容,管脚VFB 应接地,管脚BASE 为无连接。



时钟选择


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。


如果需要准确的输出数据速率,可将外部输入时钟通过一个20pF 的隔直电容连接到XI管脚上,或将晶振连接到XI 和XO 管脚上。这种情况下,芯片内的时钟振荡器电路会自动关闭,晶振时钟或外部输入时钟电路被采用。此时,若晶振频率为11.0592MHz, 输出数据速率为准确的10Hz 或80Hz。输出数据速率与晶振频率以上述关系按比例增加或减少。


使用外部输入时钟时,外部时钟信号不一定需要为方波。可将MCU 芯片的晶振输出管脚上的时钟信号通过20pF 的隔直电容连接到XI管脚上,作为外部时钟输入。外部时钟输入信号的幅值可低至150mV。



串口通讯


串口通讯线由管脚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,如下图。


20 称重模块程序-n.jpg


以上为hx711模块的工作原理,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。