HX711是一款專為高精度稱重套用而設計的24位模數轉換器(ADC)晶片。它的工作原理可以概括為以下幾個步驟:
輸入信號採集:
HX711通過四個輸入引腳(A+、A-、B+、B-)接收感測器的輸出信號。這些信號通常是微小的電壓變化,代表感測器的模擬輸出。
模數轉換:
HX711內部使用24位的Σ-Δ ADC(Sigma-Delta ADC)對輸入信號進行模數轉換。Σ-Δ ADC的核心原理是通過將輸入信號與高頻噪聲加和,然後採樣、積分、累加和調製,最終得到高精度的數字輸出。
增益和偏置校準:
為了適應不同的感測器和套用場景,HX711提供了多個增益位和偏置校準位。通過設定這些位,可以調整HX711的增益和偏置,使其適應不同範圍和精度的感測器輸出。校準操作通常在初始化時進行。
數字輸出:
HX711的數字輸出通常使用串列接口(如SPI或bit-banging)來傳輸數據。輸出數據為24位的二進制補碼形式,可以通過讀取內部數據暫存器來獲取。對於正數值,數據的最高位為0,其餘位表示感測器的數值;對於負數值,數據的最高位為1,其餘位表示感測器的補碼值。
集成特性:
HX711集成了穩壓電源和片內時鐘振盪器等外圍電路,簡化了與後端MCU晶片的接口和編程。輸入選擇開關可任意選取通道A或通道B,與其內部的低噪聲可程式放大器相連。晶片內提供的穩壓電源可以直接向外部感測器和晶片內的A/D轉換器提供電源,無需額外的模擬電源。
通過上述步驟,HX711能夠精確地測量微小的電壓變化,並將其轉換為數位訊號,從而實現對物體質量的測量。