HX711概述

　　HX711是一款專為高精度電子秤而設(shè)計(jì)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(shí)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　HX711芯片特點(diǎn)

　　·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(shí)鐘振蕩器無需任何外接器件，必要時(shí)也可使用外接晶振或時(shí)鐘

　　·上電自動(dòng)復(fù)位電路

　　·簡(jiǎn)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

　　HX711引腳及功能

　　1VSUP電源穩(wěn)壓電路供電電源：2.6~5.5V（不用穩(wěn)壓電路時(shí)應(yīng)接AVDD）

　　2BASE模擬輸出穩(wěn)壓電路控制輸出（不用穩(wěn)壓電路時(shí)為無連接）

　　3AVDD電源模擬電源：2.6~5.5V

　　4VFB模擬輸入穩(wěn)壓電路控制輸入（不用穩(wěn)壓電路時(shí)應(yīng)接地）

　　5AGND地模擬地

　　6VBG模擬輸出參考電源輸出

　　7INA-模擬輸入通道A負(fù)輸入端

　　8INA+模擬輸入通道A正輸入端

　　9INB-模擬輸入通道B負(fù)輸入端

　　10INB+模擬輸入通道B正輸入端

　　11PD_SCK數(shù)字輸入斷電控制（高電平有效）和串口時(shí)鐘輸入

　　12DOUT數(shù)字輸出串口數(shù)據(jù)輸出

　　13XO數(shù)字輸入輸出晶振輸入（不用晶振時(shí)為無連接）

　　14XI數(shù)字輸入外部時(shí)鐘或晶振輸入，0：使用片內(nèi)振蕩器

　　15RATE數(shù)字輸入輸出數(shù)據(jù)速率控制，0：10Hz;1：80Hz

　　16DVDD電源數(shù)字電源：2.6~5.5V

　　HX711內(nèi)部方框圖

　　HX711主要參數(shù)

　　滿額度差分輸入范圍V（inp）-V（inn）±0.5（AVDD/GAIN）V

　　輸入共模電壓范圍AGND+0.6AVDD-0.6V

　　使用片內(nèi)振蕩器，RATE=010

　　使用片內(nèi)振蕩器，RATE=DVDD80

　　外部時(shí)鐘或晶振，RATE=0fclk/1，105，920

　　輸出數(shù)據(jù)速率

　　外部時(shí)鐘或晶振，RATE=DVDDfclk/138，240Hz

　　輸出數(shù)據(jù)編碼二進(jìn)制補(bǔ)碼8000007FFFFF（HEX）RATE=0400

　　輸出參考電壓（VBG）1.25V

　　外部時(shí)鐘或晶振頻率111.059230MHz

　　模擬電源電流（含穩(wěn)壓電路）1600μA斷電0.3μA

　　hx711主要電氣參數(shù)

　?。?）有效位數(shù)ENBs（EffectiveNumberofBits）=ln（FSR/RMSNoise）/ln（2）。FSR為滿量程輸入或輸出，RMSNoise為對(duì)應(yīng)的輸入或輸出噪聲有效值。

　?。?）無噪聲位數(shù)（Noise-FreeBits）=ln（FSR/Peak-to-PeakNoise）/ln（2）。FSR為滿量程輸入或輸出，Peak-to-PeakNoise為對(duì)應(yīng)的輸入或輸出噪聲峰-峰值。

　?。?）輸出穩(wěn)定時(shí)間指從上電、復(fù)位、輸入通道或增益改變到有效的穩(wěn)定輸出數(shù)據(jù)時(shí)間。

　　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(hào)較小，為了充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的輸入動(dòng)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(duì)應(yīng)的滿量程差分輸入電壓分別±20mV或±40mV。通道B為固定的64增益，所對(duì)應(yīng)的滿量程差分輸入電壓為±40mV。通道B應(yīng)用于包括電池在內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。

　　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(shí)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(shí)鐘選擇

　　如果將管腳XI接地，HX711將自動(dòng)選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器，并自動(dòng)關(guān)閉外部時(shí)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(zhǔn)確的輸出數(shù)據(jù)速率，可將外部輸入時(shí)鐘通過一個(gè)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(shí)鐘振蕩器電路會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，晶振時(shí)鐘或外部輸入時(shí)鐘電路被采用。此時(shí)，若晶振頻率為11.0592MHz，輸出數(shù)據(jù)速率為準(zhǔn)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(shí)鐘時(shí)，外部時(shí)鐘信號(hào)不一定需要為方波?？蓪CU芯片的晶振輸出管腳上的時(shí)鐘信號(hào)通過20pF的隔直電容連接到XI管腳上，作為外部時(shí)鐘輸入。外部時(shí)鐘輸入信號(hào)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(dāng)數(shù)據(jù)輸出管腳DOUT為高電平時(shí)，表明A/D轉(zhuǎn)換器還未準(zhǔn)備好輸出數(shù)據(jù)，此時(shí)串口時(shí)鐘輸入信號(hào)PD_SCK應(yīng)為低電平。當(dāng)DOUT從高電平變低電平后，PD_SCK應(yīng)輸入25至27個(gè)不等的時(shí)鐘脈沖（圖二）。其中第一個(gè)時(shí)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(gè)時(shí)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(gè)時(shí)鐘脈沖用來選擇下一次A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益，參見表三。

　　PD_SCK的輸入時(shí)鐘脈沖數(shù)不應(yīng)少于25或多于27，否則會(huì)造成串口通訊錯(cuò)誤。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道或增益改變時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器需要4個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期后才會(huì)從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。

　　復(fù)位和斷電

　　當(dāng)芯片上電時(shí)，芯片內(nèi)的上電自動(dòng)復(fù)位電路會(huì)使芯片自動(dòng)復(fù)位。管腳PD_SCK輸入用來控制HX711的斷電。當(dāng)PD_SCK為低電平時(shí)，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(jìn)入斷電狀態(tài)（圖三）。如使用片內(nèi)穩(wěn)壓電源電路，斷電時(shí)，外部傳感器和片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器會(huì)被同時(shí)斷電。當(dāng)PD_SCK重新回到低電平時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)復(fù)位后進(jìn)入正常工作狀態(tài)。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，通道A和增益128會(huì)被自動(dòng)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(jìn)入正常工作狀態(tài)后，A/D轉(zhuǎn)換器需要4個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期后才會(huì)從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。

　　hx711封裝尺寸

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