HX711 ADC模块引脚功能_工作原理_电路图

HX711是一款24位模数转换器（ADC）芯片，它内置一个前置放大器，用于放大低压信号。HX711芯片以电压信号为输入，提供数字值。前置放大器处理低电压。它有一个片上电源调节器，可提供模拟电源，因此不需要外部电源调节器，可以直接与桥接传感器连接。

HX711芯片有两个模拟通道，即A和B。我们可以将通道“A”的增益设置为128或64。同时，通道B的增益恒定为32。

HX711芯片主要适用于重量测量应用，称重应用中使用的称重传感器提供非常低的输出电压。该输出电压通常为毫伏量级。传统的ADC芯片（如ADC0804）无法以良好的分辨率或精度测量如此低的电压。HX711 ADC可以测量这些低量程电压并将其转换为数字值。因为它在芯片内部有一个前置放大器，这使得它适合这样的应用。

引脚配置

HX711引脚图显示了每个引脚的引脚分配，该ADC有16个引脚。正如下图中引出线配置的那样，它有两个ADC通道，每个通道将模拟信号转换为28位长的数字值。

引脚配置说明如下：

• 引脚1：VSUP，它是稳压电源引脚，范围在2.7V到5.5V之间。
• 引脚2：BASE，它是稳压器控制输出。
• 引脚3：AVDD，电源模拟电源应用于此引脚，其值应介于2.6V和5.5V之间。
• 引脚4：VFB，它是稳压器的模拟控制输入，不用时连接到模拟地。
• 引脚5：AGND，模拟接地。
• 引脚6：VBG，模拟参考旁路输出。
• 引脚7：INA-，通道A的负模拟输入。
• 引脚8：INA+，通道A的正模拟输入
• 引脚9：INB-，通道B的负模拟输入。
• 引脚10：INB+，通道B的正模拟输入。
• 引脚11：PD_SCK，串行数字时钟输入。
• 引脚12：DOUT，串行数字输出。
• 引脚13：XO，数字晶体 I/O。
• 引脚14：XI，数字晶体 I/O 或外部时钟输入。
• 引脚15：RATE，数字输入引脚，它控制输出的数据速率。当此引脚为低电平时，数据速率为10Hz。当它为高时，数据速率为80Hz。
• 引脚16：DVDD，它是数字电源，其值介于2.6V至5.5V之间。

功能特点

• 它是一个具有两个差分输入通道的ADC转换器。
• 芯片内部集成有源低噪声PGA，可提供32、64和128的增益。
• 它具有上电复位功能，可简化数字接口初始化。
• 对IC的所有控制都是通过引脚进行的，不需要编程。
• 可以在输出端选择10SPS或80SPS的数据速率。
• 同时提供50Hz和60Hz电源抑制。
• 内置模拟电源稳压器。
• 供电电压范围为2.6V至5.5V。
• 温度范围为-40℃至+85℃。

工作原理

HX711有两个差分输入通道A和B，可由输入多路复用器选择并将该通道输入应用于PGA。

芯片激活

• 要激活片上振荡器，将pin14接地。输出数据速率为10SPS或80SPS。在XI和XO引脚上使用晶振以获得准确的输出数据速率。
• Pin11和pin12用于检索数据。当数据未准备好时，pin12变为高电平。那时，pin11输入应该为低电平。当pin12为低电平时，表示数据已准备好被检索。应用25到27个正时钟信号时，数据从引脚12输出。

时钟脉冲和控制输入

• 输入时钟脉冲的数量控制输入和选择增益，它们的个数不能小于25，也不能大于27，否则会导致串口通讯错误。
• 它具有上电复位功能，可在芯片上电时复位IC。
• 在正常操作期间，pin11时钟输入为低电平。
• 当在pin11施加上升沿转换并保持相同逻辑超过60µs时，IC进入断电模式。

复位操作

• 当pin11返回低电平时，芯片将复位并重新进入正常工作模式。之后此输入通道将默认设置为通道A。

电子秤应用示例电路

现在简单介绍HX711与任何微控制器和称重传感器的接口。

在这个电路中，我们将称重传感器输出端子与通道A的反相和同相引脚相连。因为可以直接将桥式传感器（具有差分输入）与该模拟通道连接起来。

注意：请勿将桥式传感器直接连接到通道B。

此外，你可以从电路图中观察到我们从HX711芯片为称重传感器供电。因此，这款ADC芯片无需外部电源调节器。因此，它将使设计具有成本效益。

工作过程

该电路工作过程非常简单。

• 当我们在称重传感器上施加重量时，它会根据负载的大小在输出引脚上产生一个模拟电压。
• 通道A通过可编程增益放大器和输入多路复用器读取传感器输出。
• 增益放大器调整输入信号的大小，并将此信号传递给数字转换接口电路。
• 数字接口电路将模拟输入信号转换为26位数字信号，并将信号发送到DOUT输出引脚。

• 之后，可以使用任何具有GPIO引脚的微控制器，如Arduino、PIC16F877A从DOUT引脚读取数据。
• 可以使用任何微控制器轻松地从I2C端口读取数据。

主要应用

HX711有一个电源调节器，因此可以将其用于称重传感器和ADC模拟电源。它有一个内置振荡器和可选的外部晶体。因此，不需要外部组件。称重传感器提供难以处理的毫伏输出，可以将其与微控制器一起使用。一些比较常见的应用包括：

• 自动门
• 体重秤
• 工业过程控制

参考PCB板示意图

PCB板布局示例

封装设计参数

HX711采用SOP-16L封装，其封装设计参数如下：

总结

HX711基于Avia Semiconductor的专利技术，是一款精密的24位模数转换器（ADC），专为称重秤和工业控制应用设计，可直接与桥式传感器接口。

输入多路复用器选择通道A或通道B差分输入到低噪声可编程增益放大器（PGA）。当5V电源连接到AVDD模拟电源引脚时，通道A可以用128或64的增益进行编程，分别对应于±20mV或±40mV的满刻度差分输入电压。信道B的固定增益为32。片上电源调节器消除了为ADC和传感器提供模拟电源的外部电源调节器的需要。时钟输入灵活。它可以来自外部时钟源、晶体或不需要任何外部组件的片上振荡器。片上通电复位电路简化了数字接口初始化。

此外，HX711芯片内部寄存器不需要编程，对HX711的所有控制都通过引脚，使用非常高效方便。