基于HX711的高精度压力传感器系统的STM32控制器设计 2000字，加代码，加题目

news2024/10/7 6:44:15

HX711是一款专为高精度电子秤设计的24位A/D转换器芯片，它具有高集成度、响应速度快、抗干扰性强等特点。本文将详细介绍如何使用STM32微控制器与HX711压力传感器模块配合，实现高精度的压力测量系统。

一、HX711压力传感器模块概述

HX711模块通过差分输入接收来自压力传感器的模拟信号，并通过内部的可编程放大器进行放大，最后由24位A/D转换器转换为数字信号输出。STM32通过指定时序读取这些数据，实现对压力的精确测量。

二、硬件连接

HX711模块的SCK（时钟线）和DOUT（数据线）需要与STM32的对应GPIO引脚相连。通常，我们可以将SCK连接到STM32的一个输出引脚，DOUT连接到STM32的一个输入引脚。

三、软件设计

3.1 初始化GPIO

首先，需要初始化与HX711模块相连的GPIO引脚。

void HX711_GPIO_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 使能GPIOB时钟

    // HX711_SCK
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // HX711_DOUT
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 输入上拉
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

3.2 读取HX711数据

接下来，编写函数读取HX711模块的数据。

uint32_t HX711_Read(void) {
    uint8_t i;
    uint32_t value = 0;
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // SCK低电平
    while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)); // 等待DOUT高电平

    for (i = 0; i < 24; i++) {
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // SCK高电平
        value = value << 1;
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // SCK低电平
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)) value++;
    }
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // SCK高电平
    value = value ^ 0x800000; // 异或操作，获取有效数据
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // SCK低电平
    return value;
}

3.3 计算重量

根据HX711的输出计算实际的重量值。

#define CALIBRATION_FACTOR 106.5 // 校准因子，根据实际情况调整

void Get_Weight(void) {
    static uint32_t last_data = 0;
    uint32_t current_data = HX711_Read();
    float weight = (current_data - last_data) / CALIBRATION_FACTOR;
    // 处理重量值，例如转换为千克或克
    last_data = current_data;
}