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HX711 称重传感器 24 位 ADC 模块技术文档
1. 概述
HX711 是一款专为高精度电子秤设计的 24 位 A/D 转换器芯片。与同类型芯片相比，HX711 集成了包括低噪声可编程增益放大器(PGA)、稳压电源和片内时钟振荡器等外围电路，无需额外元器件即可直接与桥式传感器（如压力传感器、称重传感器）连接，大大降低了电子秤的 BOM 成本。
主要特性：
- 24 位 Σ-Δ ADC，精度高、抗干扰强
- 双通道差分输入（通道 A：增益 64/128 可编程；通道 B：固定增益 32）
- 片内稳压器输出 DVDD(约 4.3V)，可直接给传感器供电
- 2 线串行接口，与 MCU 连接仅需 2 个 GPIO
- 内置时钟振荡器，无需外部晶振
- 自动复位功能，上电自动校准
2. 引脚定义
| 引脚 | 名称 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 1 | VCC | 电源正极 2.6V-5.5V |
| 2 | DOUT | 串行数据输出（MISO） |
| 3 | PD_SCK | 串行时钟输入（SCK）兼掉电控制 |
| 4 | GND | 电源负极 |
| E+ | A+ / AVDD | 传感器激励正极（接电桥 VCC，可用 DVDD） |
| E- | A- / AGND | 传感器激励负极（接电桥 GND） |
| A+ | INPA | 通道 A 正输入 |
| A- | INNA | 通道 A 负输入 |
| B+ | INPB | 通道 B 正输入 |
| B- | INNB | 通道 B 负输入 |
模块通常将传感器接口和 HX711 芯片集成在一块 PCB 上，引出 VCC/GND/DOUT/SCK 4 线即可。
3. 电气特性
| 参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 供电电压 VCC | 2.6 | 5.0 | 5.5 | V |
| 工作电流 | - | 1.5 | 1.6 | mA |
| 待机电流（PD_SCK=0） | - | - | 1 | μA |
| 片内稳压 DVDD | - | 4.3 | - | V |
| ADC 分辨率 | - | 24 | - | bit |
| 输出速率 | 10 / 80 | - | - | SPS |
| 通道 A 增益 | 64 / 128 | - | - | V/V |
| 通道 B 增益 | 32 | - | - | V/V |
| 输入差分范围（增益128） | - | ±20 | - | mV |
| 共模输入范围 | GND+1.2 | - | DVDD-1.3 | V |
4. 通信协议
时序图
PD_SCK: ──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──────
│ │ │ │ │ │ │ ... │ │ │
└─────┘ └──┘ └──┘ └─────┘ └──┘
← 25 → ← 第1 → ← 第2 → ... ← 第24 →
DOUT: ──────┐ ┌───┐ ┌───┐
│ │ │ │ │
└─────┘ └─────┘ └── ... ──
拉低表示 数据位 23 ... 0
数据就绪
读取流程
- 等待 DOUT 变为低电平（数据就绪信号）
- 发送 25~27 个 PD_SCK 脉冲（第 25 个脉冲决定下一次增益/通道）
- 在每个 PD_SCK 上升沿读取 DOUT，从 MSB(bit23) 到 LSB(bit0)
- 第 25 个脉冲 → 通道 A 增益 128
- 第 26 个脉冲 → 通道 B 增益 32
- 第 27 个脉冲 → 通道 A 增益 64
5. 典型应用电路
称重传感器(惠斯通电桥)
┌──────────────────┐
│ R1 R2 │
├────┬─────┬───────┤
│ │ │ │
E+ A+ A- E-
│ │ │ │
│ ├─────┤ │
│ │ │ │
│ R3 R4 │
│ │ │ │
└────┴─────┴───────┘
│ │ │ │
│ │ │ │
┌────┴────┴─────┴───────┴──┐
│ E+ A+ A- E- │
│ HX711 模块 │
│ VCC GND DOUT PD_SCK │
└──┬───┬─────┬──────┬─────┘
│ │ │ │
VCC GND GPIO GPIO
│ │ │ │
└───┴─────┴──────┴── MCU
推荐使用 HX711 模块的 DVDD 引脚为传感器供电，5kg/10kg 称重传感器通常激励电压 5V 左右。
6. 使用注意事项
- 数据就绪：必须等待 DOUT 变低后才能开始读取，DOUT 为高时不可读
- 时钟脉冲数：务必发送完整 25 个（或更多）脉冲，否则下次读取的增益/通道设置错误
- 增益切换：第 25 个脉冲决定增益，如果需要固定增益 128（通道A），发送 25 个脉冲即可
- 供电稳定：HX711 对电源纹波敏感，建议 VCC 与 GND 之间并联 0.1μF + 10μF 电容
- 称重传感器接线：传感器线序一般为红(VCC/激励+)、黑(GND/激励-)、绿(信号+)、白(信号-)，务必对照传感器规格书
- 去皮与校准：使用前需进行去皮（记录空载读数）和校准（用已知重量计算比例系数）
- 输出速率选择：RATE 引脚接 GND=10SPS(高精度)，接 VCC=80SPS(高速)，模块一般默认为 10SPS
- 掉电模式：将 PD_SCK 拉低 >60μs 即进入掉电模式，功耗 <1μA