HX711概述

HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。

HX711芯片特点

·两路可选择差分输入

·片内低噪声可编程放大器，可选增益为64和128

·片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D转换器提供电源

·片内时钟振荡器无需任何外接器件，必要时也可使用外接晶振或时钟

·上电自动复位电路

·简单的数字控制和串口通讯：所有控制由管脚输入，芯片内寄存器无需编程

·可选择10Hz或80Hz的输出数据速率

·同步抑制50Hz和60Hz的电源干扰

·耗电量(含稳压电源电路)：典型工作电流：《1.7mA，断电电流：《1μA

·工作电压范围：2.6~5.5V

·工作温度范围：-20~+85℃

·16管脚的SOP-16封装

HX711引脚及功能

1VSUP电源稳压电路供电电源：2.6~5.5V(不用稳压电路时应接AVDD)

2BASE模拟输出稳压电路控制输出(不用稳压电路时为无连接)

3AVDD电源模拟电源：2.6~5.5V

4VFB模拟输入稳压电路控制输入(不用稳压电路时应接地)

5AGND地模拟地

6VBG模拟输出参考电源输出

7INA-模拟输入通道A负输入端

8INA+模拟输入通道A正输入端

9INB-模拟输入通道B负输入端

10INB+模拟输入通道B正输入端

11PD_SCK数字输入断电控制(高电平有效)和串口时钟输入

12DOUT数字输出串口数据输出

13XO数字输入输出晶振输入(不用晶振时为无连接)

14XI数字输入外部时钟或晶振输入，0：使用片内振荡器

15RATE数字输入输出数据速率控制，0：10Hz;1：80Hz

16DVDD电源数字电源：2.6~5.5V

HX711内部方框图

HX711主要参数

满额度差分输入范围V(inp)-V(inn)±0.5(AVDD/GAIN)V

输入共模电压范围AGND+0.6AVDD-0.6V

使用片内振荡器，RATE=010

使用片内振荡器，RATE=DVDD80

外部时钟或晶振，RATE=0fclk/1，105，920

输出数据速率

外部时钟或晶振，RATE=DVDDfclk/138，240Hz

输出数据编码二进制补码8000007FFFFF(HEX)RATE=0400

输出参考电压(VBG)1.25V

外部时钟或晶振频率111.059230MHz

模拟电源电流(含稳压电路)1600μA断电0.3μA

hx711主要电气参数

(1)有效位数ENBs(EffecTIveNumberofBits)=ln(FSR/RMSNoise)/ln(2)。FSR为满量程输入或输出，RMSNoise为对应的输入或输出噪声有效值。

(2)无噪声位数(Noise-FreeBits)=ln(FSR/Peak-to-PeakNoise)/ln(2)。FSR为满量程输入或输出，Peak-to-PeakNoise为对应的输入或输出噪声峰-峰值。

(3)输出稳定时间指从上电、复位、输入通道或增益改变到有效的稳定输出数据时间。

模拟输入

通道A模拟差分输入可直接与桥式传感器的差分输出相接。由于桥式传感器输出的信号较小，为了充分利用A/D转换器的输入动态范围，该通道的可编程增益较大，为128或64。这些增益所对应的满量程差分输入电压分别±20mV或±40mV。通道B为固定的64增益，所对应的满量程差分输入电压为±40mV。通道B应用于包括电池在内的系统参数检测。

供电电源

数字电源(DVDD)应使用与MCU芯片相同的的数字供电电源。HX711芯片内的稳压电路可同时向A/D转换器和外部传感器提供模拟电源。稳压电源的供电电压(VSUP)可与数字电源(DVDD)相同。稳压电源的输出电压值(VAVDD)由外部分压电阻R1、R2和芯片的输出参考电压VBG决定(图1)，VAVDD=VBG(R1+R2)/R2。应选择该输出电压比稳压电源的输入电压(VSUP)低至少100mV。如果不使用芯片内的稳压电路，管脚VSUP和管脚AVDD应相连，并接到电压为2.6～5.5V的低噪声模拟电源。管脚VBG上不需要外接电容，管脚VFB应接地，管脚BASE为无连接。

时钟选择

如果将管脚XI接地，HX711将自动选择使用内部时钟振荡器，并自动关闭外部时钟输入和晶振的相关电路。这种情况下，典型输出数据速率为10Hz或80Hz。如果需要准确的输出数据速率，可将外部输入时钟通过一个20pF的隔直电容连接到XI管脚上，或将晶振连接到XI和XO管脚上。这种情况下，芯片内的时钟振荡器电路会自动关闭，晶振时钟或外部输入时钟电路被采用。此时，若晶振频率为11.0592MHz，输出数据速率为准确的10Hz或80Hz。输出数据速率与晶振频率以上述关系按比例增加或减少。使用外部输入时钟时，外部时钟信号不一定需要为方波。可将MCU芯片的晶振输出管脚上的时钟信号通过20pF的隔直电容连接到XI管脚上，作为外部时钟输入。外部时钟输入信号的幅值可低至150mV。

串口通讯

串口通讯线由管脚PD_SCK和DOUT组成，用来输出数据，选择输入通道和增益。当数据输出管脚DOUT为高电平时，表明A/D转换器还未准备好输出数据，此时串口时钟输入信号PD_SCK应为低电平。当DOUT从高电平变低电平后，PD_SCK应输入25至27个不等的时钟脉冲(图二)。其中第一个时钟脉冲的上升沿将读出输出24位数据的最高位(MSB)，直至第24个时钟脉冲完成，24位输出数据从最高位至最低位逐位输出完成。第25至27个时钟脉冲用来选择下一次A/D转换的输入通道和增益，参见表三。

PD_SCK的输入时钟脉冲数不应少于25或多于27，否则会造成串口通讯错误。当A/D转换器的输入通道或增益改变时，A/D转换器需要4个数据输出周期才能稳定。DOUT在4个数据输出周期后才会从高电平变低电平，输出有效数据。

复位和断电

当芯片上电时，芯片内的上电自动复位电路会使芯片自动复位。管脚PD_SCK输入用来控制HX711的断电。当PD_SCK为低电平时，芯片处于正常工作状态。

如果PD_SCK从低电平变高电平并保持在高电平超过60μs，HX711即进入断电状态(图三)。如使用片内稳压电源电路，断电时，外部传感器和片内A/D转换器会被同时断电。当PD_SCK重新回到低电平时，芯片会自动复位后进入正常工作状态。芯片从复位或断电状态进入正常工作状态后，通道A和增益128会被自动选择作为第一次A/D转换的输入通道和增益。随后的输入通道和增益选择由PD_SCK的脉冲数决定，参见串口通讯一节。芯片从复位或断电状态进入正常工作状态后，A/D转换器需要4个数据输出周期才能稳定。DOUT在4个数据输出周期后才会从高电平变低电平，输出有效数据。

hx711封装尺寸

hx711典型应用

图四为HX711芯片应用于计价秤的一个参考电路图。该方案使用内部时钟振荡器(XI=0)，10Hz的输出数据速率(RATE=0)。电源(2.7～5.5V)直接取用与MCU芯片相同的供电电源。通道A与传感器相连，通道B通过片外分压电阻(未在图一中显示)与电池相连，用于检测电池电压。

输入选择开关可任意选取通道A或通道Ｂ，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或６4，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20ｍV或±40ｍV。通道Ｂ则为固定的32增益，所对应的满量程差分输入电压为±80ｍV。通道Ｂ应用于包括电池在内的系统参数检测。