HX711 24位A/D模块计算公式

基本原理讲解

1. 100kg 传感器
   满量程输出电压=激励电压*灵敏度2.0mv/v
   例如：供电电压是5v 乘以灵敏度2.0mv/v=满量程10mv。
   相当于有100Kg 重力产生时候产生10mV 的电压。
2. 711模块对产生的10mV 电压进行采样。
   概述：711模块 A 通道带有128倍信号增益，可以将10mV 的电压放大128倍，然
   后采样输出24bit AD 转换的值，单片机通过指定时序将24bit 数据读出。
   详细讲解程序计算原理：
   小强电子设计
   步骤1 ：如何计算传感器供电电压
   HX711可以在产生 VAVDD 和 AGND 电压，即711模块上的 E+和 E-电压。
   该电压通过 VAVDD=VBG(R1 +R2 )/R2计算。
   VBG 为模块儿基准电压1.25v
   R1 = 20K,R2 = 8.2K
   因此得出 VAVDD = 4.3V
   （为了降低功耗，该电压只在采样时刻才有输出， 因此用万用表读取的值可能低
   于4.3v，因为万用表测量的是有效值。 ）
   步骤2 ：如何计算 AD 输出最大值
   在4.3V 的供电电压下100Kg 的传感器最大输出电压是4.3v2mv/V = 8.6mV
   经过128倍放大后，最大电压为8.6mV128 = 1100.8mV
   经过 AD 转换后输出的24bit 数字值最大为：
   1100.8mV*（2^24） /4.3V ≈ 4294967
   步骤3 ：程序中数据如何转换
   小强电子设计
   程序中通过
   HX711_Buffer = HX711_Read();
   获取当前采样的 AD 值，最大4294967，存放在 long 型变量 HX711_Buffer 中，
   因 long 型变量计算速率和存放空间占用资源太多，固除以100，缩放为 int 型，
   便于后续计算。
   Weight_Shiwu = HX711_Buffer/100;
   Weight_Shiwu 最大为42949。
   步骤4 ：如何将 AD 值反向转换为重力值 。
   假设重力为 A Kg， （x<100Kg）,测量出来的 AD 值为 y
   100Kg 传感器输出，发送给 AD 模块儿的电压为 A Kg * 8.6mV / 100Kg = 0.086A mV
   经过128倍增益后为 128 * 0.086A = 11.008AmV
   转换为24bit 数字信号为 11.008A mV * 2^24 /4.3V = 42949.67296A
   所以 y = 429496.7296A /100 = 429.4967296 A
   因此得出 A = y / 429.4967296 Kg
   特别注意：
   因为不同的传感器斜率特性曲线不一样，因此，每一个传感器需要软件校正调零。
   每个传感器都要校准。

参考驱动程序（汇编）
/*-------------------------------------------------------------------
在ASM中调用: LCALL ReadAD
可以在C中调用: extern unsigned long ReadAD(void);
.
.
unsigned long data;
data=ReadAD();
.
.
----------------------------------------------------------------------*/
PUBLIC ReadAD
HX711ROM segment code
rseg HX711ROM
sbit ADDO = P1.5;
sbit ADSK = P0.0;
/*--------------------------------------------------
OUT: R4, R5, R6, R7 R7=>LSB
如果在C中调用，不能修改R4，R5，R6，R7。
---------------------------------------------------*/
ReadAD:
CLR ADSK //使能AD（PD_SCK置低）
JB ADDO,$ //判断AD转换是否结束，若未结束则等待否则开始读取
MOV R4,#24
ShiftOut:
SETB ADSK //PD_SCK置高（发送脉冲）
NOP
CLR ADSK //PD_SCK置低
MOV C,ADDO //读取数据（每次一位）
XCH A,R7 //移入数据
RLC A
XCH A,R7
XCH A,R6
RLC A
XCH A,R6
XCH A,R5
RLC A
XCH A,R5
DJNZ R4,ShiftOut //判断是否移入24BIT
SETB ADSK
NOP
CLR ADSK
RET
ENDHX711
AVIA SEMICONDUCTOR 9
参考驱动程序（ C）
sbit ADDO = P1^5;
sbit ADSK = P0^0;
unsigned long ReadCount(void){
unsigned long Count;
unsigned char i;
ADSK=0;
Count=0;
while(ADDO);
for (i=0;i<24;i++){
ADSK=1;
Count=Count<<1;
ADSK=0;
if(ADDO) Count++;
}
ADSK=1;
Count=Count^0x800000;//此处进行的异或运算，是因为Count最高位是符号位，符号位为1表示是负数，为了让数值能够呈现递增显示，即压力越大值越大，所以在这里需要进行异或处理，使得符号位始终为0，即始终是非负数。
ADSK=0;
return(Count);
}