HX711
Load cell dedicated analog / digital (A / D) converter chip
Summary:
HX711 is a designed for precision weighing sensor 24 designed A / D converter chip. Compared with the same type of other chip that integrates the peripheral circuit includes a power supply, and other chip clock oscillator require the same type of chip, high integration, fast response, strong anti-interference advantages. Reducing the overall cost of electronic scales, improve the overall performance and reliability. The rear end of the programming and interface chip MCU chip is very simple, all control signals are driven by the pins, without programming the internal registers of the chip. Input select switch can be arbitrarily selected channel A or channel B, and its low-noise amplifier is connected to the interior of the programmable. A programmable gain channel is 128 or 64, corresponding to the full differential input signal amplitude threshold are ± 20mV or ± 40mV. Channel B was fixed 32 gain for system parameter detection. Power supply provided in the power supply may be provided directly to the chip A and the external sensor chip A / D converter, the analog system board without additional power. A clock oscillator in the chip without any external components. Automatic power on reset initialization process simplifies the boot.
Features:
Two selectable differential inputs
Chip programmable low noise amplifier, a gain of 64 and 128 optionally
Chip regulator circuit may provide power directly to the outside of the sensor chip and the A / D converter
Chip clock oscillator without any external means, if necessary, may use an external crystal or clock
Automatic power on reset circuit
Simple digital serial communication and control: all controlled by input pins, without programming the chip register
Alternatively output data rate of 10Hz or 80Hz
Sync suppression of 50Hz and 60Hz power source interference
Consumption (including power supply circuit): Typical Operating Current: <1.7mA, off current: <1μA
Voltage range: 2.6 ~ 5.5V
Operating temperature range: -20 ~ + 85 ℃
SOP-16 16-pin package
Pin Description
Analog Input
A differential analog input channel can be engaged directly with the differential output of the bridge sensor. Due to the small sensor output signal of the bridge, in order to fully utilize the dynamic range of the input A / D converter, a programmable gain of the channel as large as 128 or 64. Gain corresponding to the full-scale voltage of the differential input are ± 20mV or ± 40mV. Channel B is a fixed gain of 32, corresponding to the full-scale differential input voltage is ± 80mV. Channel B applied to a system including battery parameter detection.
Power supply
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和管脚AVDD应相连，并接到电压为2.6～5.5V的低噪声模拟电源。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，参见表三。
表三输入通道和增益选择
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。
复位和断电
当芯片上电时，芯片内的上电自动复位电路会使芯片自动复位。管脚PD_SCK输入用来控制HX711的断电。当PD_SCK为低电平时，芯片处于正常工作状态。
如果PD_SCK从低电平变高电平并保持在高电平超过60μs，HX711 即进入断电状态（图三）。如使用片内稳压电源电路，断电时，外部传感器和片内A/D 转换器会被同时断电。当PD_SCK 重新回到低电平时，芯片会自动复位后进入正常工作状态。芯片从复位或断电状态进入正常工作状态后，通道A和增益128会被自动选择作为第一次A/D转换的输入通道和增益。随后的输入通道和增益选择由PD_SCK的脉冲数决定，参见串口通讯一节。芯片从复位或断电状态进入正常工作状态后，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。
应用实例
图四为HX711芯片应用于电子秤的一个典型方案图。该方案使用内部时钟振荡器(XI=0)，10Hz的输出数据速率(RATE=0)。电源（2.7～5.5V)直接取用与MCU芯片相同的供电电源。片内稳压电源电路通过片外PNP管S8550和分压电阻R1、R2向传感器和A/D转换器提供稳定的低噪声模拟电源。通道A与传感器相连，通道B通过片外分压电阻（未在图一中显示）与电池相连，用于检测电池电压。
参考PCB板（单层）
图五为与 HX711相关部分的 PCB 板参考设计线路图。图五为相应的单层 PCB 板参考设计板图。
封装尺寸：
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.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。