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模塊簡介

HX711是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強等優(yōu)點。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A的可編程增益為128或64，對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或±40mV。通道B則為固定的32增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動復(fù)位功能簡化了開機的初始化過程。

模塊特點

• 兩路可選擇差分輸入
• 片內(nèi)低噪聲可編程放大器，可選增益為64 和128
• 片內(nèi)穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi)A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源
• 片內(nèi)時鐘振蕩器無需任何外接器件，必要時也可使用外接晶振或時鐘
• 上電自動復(fù)位電路
• 簡單的數(shù)字控制和串口通訊：所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無需編程
• 可選擇10Hz 或80Hz 的輸出數(shù)據(jù)速率
• 同步抑制50Hz 和60Hz 的電源干擾
• 耗電量（含穩(wěn)壓電源電路）：典型工作電流：<1.7mA, 斷電電流：<1μA
• 工作電壓范圍：2.6 ~ 5.5V
• 工作溫度范圍：-20 ~ +85℃
• 16 管腳的SOP-16 封裝

硬件

HX711 內(nèi)部方框圖

在protues中 如下圖

管腳說明如下圖：

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。由于橋式傳感器輸出的信號較小，為了充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的輸入動態(tài)范圍，該通道的可編程增益較大，為128或64。這些增益所對應(yīng)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(yīng)的滿量程差分輸入電壓為±80mV。通道B應(yīng)用于包括電池在內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)檢測。

供電電源

數(shù)字電源(DVDD)應(yīng)使用與MCU芯片相同的的數(shù)字供電電源。HX711芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路可同時向A/D轉(zhuǎn)換器和外部傳感器提供模擬電源。穩(wěn)壓電源的供電電壓(VSUP)可與數(shù)字電源(DVDD)相同。穩(wěn)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(yīng)選擇該輸出電壓比穩(wěn)壓電源的輸入電壓(VSUP)低至少100mV。如果不使用芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路，管腳VSUP和管腳AVDD應(yīng)相連，并接到電壓為2.6～5.5V的低噪聲模擬電源。管腳VBG上不需要外接電容，管腳VFB應(yīng)接地，管腳BASE 為無連接。

時鐘選擇

如果將管腳XI接地，HX711將自動選擇使用內(nèi)部時鐘振蕩器，并自動關(guān)閉外部時鐘輸入和晶振的相關(guān)電路。這種情況下，典型輸出數(shù)據(jù)速率為10Hz或80Hz。如果需要準確的輸出數(shù)據(jù)速率，可將外部輸入時鐘通過一個20pF的隔直電容連接到XI管腳上，或?qū)⒕д襁B接到XI和XO管腳上。這種情況下，芯片內(nèi)的時鐘振蕩器電路會自動關(guān)閉，晶振時鐘或外部輸入時鐘電路被采用。此時，若晶振頻率為11.0592MHz,輸出數(shù)據(jù)速率為準確的10Hz或80Hz。輸出數(shù)據(jù)速率與晶振頻率以上述關(guān)系按比例增加或減少。使用外部輸入時鐘時，外部時鐘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鐘信號通過20pF的隔直電容連接到XI管腳上，作為外部時鐘輸入。外部時鐘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(shù)據(jù)，選擇輸入通道和增益。當數(shù)據(jù)輸出管腳DOUT為高電平時，表明A/D轉(zhuǎn)換器還未準備好輸出數(shù)據(jù)，此時串口時鐘輸入信號PD_SCK應(yīng)為低電平。當DOUT從高電平變低電平后，PD_SCK應(yīng)輸入25至27個不等的時鐘脈沖。其中第一個時鐘脈沖的上升沿將讀出輸出24位數(shù)據(jù)的最高位（MSB），直至第24個時鐘脈沖完成，24位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。第25至27個時鐘脈沖用來選擇下一次A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益。

復(fù)位和斷電

當芯片上電時，芯片內(nèi)的上電自動復(fù)位電路會使芯片自動復(fù)位。管腳PD_SCK輸入用來控制HX711的斷電。當PD_SCK為低電平時，芯片處于正常工作狀態(tài)。

如果PD_SCK從低電平變高電平并保持在高電平超過60μs，HX711 即進入斷電狀態(tài)

如使用片內(nèi)穩(wěn)壓電源電路，斷電時，外部傳感器和片內(nèi)A/D 轉(zhuǎn)換器會被同時斷電。當PD_SCK 重新回到低電平時，芯片會自動復(fù)位后進入正常工作狀態(tài)。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)進入正常工作狀態(tài)后，通道A和增益128會被自動選擇作為第一次A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益。隨后的輸入通道和增益選擇由PD_SCK的脈沖數(shù)決定，參見串口通訊一節(jié)。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)進入正常工作狀態(tài)后，A/D 轉(zhuǎn)換器需要4個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個數(shù)據(jù)輸出周期后才會從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。

HX711相關(guān)部分的 PCB 設(shè)計

HX711相關(guān)部分的 PCB 板參考設(shè)計線路圖
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-467837.html

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