STM32F103C8T6驱动HX711称重模块 在OLED屏上（4针IIC）显示
一、HX711模块介绍
简介
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。
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：< 1µA
• 工作电压范围：2.6 ~ 5.5V
• 工作温度范围：-40 ~ +85℃
• 16 管脚的 SOP-16 封装
引脚说明
| HX711称重模块 | 引脚说明 |
|---|---|
| VCC | 3.3~5V供电 |
| GND | 接GND |
| DOUT | 串口数据输出 |
| SCK | 时钟输入 |
二、HX711模块数据通讯说明
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，参见表三。
| PD_SCK 脉冲数 | 输入通道 | 增益 |
|---|---|---|
| 25 | A | 128 |
| 26 | B | 32 |
| 27 | A | 64 |
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。
三、参考原理图
四、相关代码说明
1、通信部分程序
HX711.c
unsigned long ReadCount(void)
{
unsigned long Count;
unsigned char i;
CLK_0;
DelayUs(1);
Count=0;
while(DOUT);
for (i=0;i<24;i++)
{
CLK_1;
DelayUs(1);
Count=Count<<1;
CLK_0;
DelayUs(1);
if(DOUT) Count++;
}
CLK_1;
DelayUs(1);
Count=Count^0x800000;
CLK_0;
DelayUs(1);
return(Count);
}
OLED_I2C.c
void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data)
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//开启I2C1
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));/*EV5,主模式*/
I2C_Send7bitAddress(I2C1, OLED_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//器件地址 -- 默认0x78
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
I2C_SendData(I2C1, addr);//寄存器地址
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
I2C_SendData(I2C1, data);//发送数据
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);//关闭I2C1总线
}
void WriteCmd(unsigned char I2C_Command)//写命令
{
I2C_WriteByte(0x00, I2C_Command);
}
void WriteDat(unsigned char I2C_Data)//写数据
{
I2C_WriteByte(0x40, I2C_Data);
}
2、引脚配置
HX711
#define DOUT_GPIO_PORT GPIOA /* GPIO端口 */
#define DOUT_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA /* GPIO端口时钟 */
#define DOUT_GPIO_PIN GPIO_Pin_1
#define CLK_GPIO_PORT GPIOA /* GPIO端口 */
#define CLK_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA /* GPIO端口时钟 */
#define CLK_GPIO_PIN GPIO_Pin_3
#define DOUT GPIO_ReadInputDataBit(DOUT_GPIO_PORT, DOUT_GPIO_PIN)
#define DOUT_0 GPIO_ResetBits(DOUT_GPIO_PORT, DOUT_GPIO_PIN)
#define CLK_1 GPIO_SetBits(CLK_GPIO_PORT, CLK_GPIO_PIN)
#define CLK_0 GPIO_ResetBits(CLK_GPIO_PORT, CLK_GPIO_PIN)
void HX711_GPIO_Config(void)
{
/*定义一个HX711_InitTypeDef类型的结构体*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);
/*选择要控制的GPIO引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DOUT_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(DOUT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CLK_GPIO_PIN;
GPIO_Init(CLK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
OLED
void I2C_Configuration(void)
{
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
/*STM32F103C8T6芯片的硬件I2C: PB6 -- SCL; PB7 -- SDA */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;//I2C必须开漏输出
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
I2C_DeInit(I2C1);//使用I2C1
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30;//主机的I2C地址,随便写的
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;//400K
I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
}
3、主程序
#include "stm32f10x.h"
#include "HX711.h"
#include "delay.h"
#include "OLED_I2C.h"
#include <Stdio.h>
/**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int32_t Date;
int32_t reset;
int32_t Weights_100=8525020; //100g
uint8_t DIS_weight[16]={
0};
int32_t Average=0;
float Weights=100.0; //100g
float weight=0;
int main(void)
{
uint8_t sec;
DelayInit();
HX711_GPIO_Config();
OLED_Init();
OLED_Fill(0X00);//全屏填充
Date=ReadCount();
reset=Date;
while (1)
{
if(Flag_Reset)
{
Date=ReadCount();
reset=Date;//
weight=0;
}
else
{
for(sec=0;sec<10;sec++)
{
Date=ReadCount();
Average=Date+Average;
}
weight=(float)(Average/10.0-reset)*Weights/(float)(Weights_100-reset);
Average=0;
}
if(Flag_Calibration)
{
Weights_100=ReadCount();
}
OLED_ShowStr(0, 2, DIS_weight,2);
//delay_ms(100);
}
}
4、接线说明
/************************************************************************************
接线
HX711 ---------------------------------STM32F103C8T6
VCC------------------------------------5V
GND------------------------------------GND
DOUT-----------------------------------PA1
CLK------------------------------------PA3
OLED0.96(IIC) -------------------------STM32F103C8T6
VCC------------------------------------3.3V
GND------------------------------------GND
SCL------------------------------------PB6
SDA------------------------------------PB7
*****************************************************************************************/
五、注意事项
1.所有数字输入管脚，包括 RATE， XI 和PD_SCK 管脚，芯片内均无内置拉高或拉低电阻。这些管脚在使用时不应悬空。
2.建议使用通道 A 与传感器相连，作为小信号输入通道；通道 B 用于系统参数检测，如电池电压检测。
3.建议使用 PNP 管 S8550 与片内稳压电源电路配合。也可根据需要使用其他 MOS 或双极晶体管，但应注意稳压电源的稳定性。
4.无论是采用片内稳压电源或系统上其他电源，建议传感器和 A/D 转换器使用同一模拟供电电源。
5.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。
6.与 DOUT 相连的 MCU 接口应设置为输入口，并且不接任何拉高或拉低电阻，以减少MCU 与 ADC 之间的电流交换（干扰）。
住：本文主要是想介绍HX711模块，对OLED屏幕模块的介绍在这里就不做详细概述，有关OLED屏幕的介绍大家可参照往期中有关的文章或在CSDN博客社区中找相关的文章自行学习，感谢大家的支持！