代码收藏家技术教程 2023-06-27

基于STM32F103C8T6的HX711压力传感器实现原理

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前言

HX711模块是我们目前比较常见的压力传感器模块，主要的作用是用来做压力检测，重量监测等等。博主的这篇博文主要实现功能为，在对重量或者压力进行监测的同时，可以累加或者清零数值，在此基础上就可以对比如饮水量进行统计等等。

HX711模块是市面上比较常见的模块，通用型的。用的主控芯片是STM32F103C8T6，其他芯片也可兼容，只需要移植HX711模块的c文件和h文件即可，里面有详细调用的函数。

一、软件思路

明确一下目标需求，需要实现称重以及清零累加的功能。那势必要用到按键模块和HX711模块，其中通过HX711模块监测当前的压力或者重量，通过按键模块实现数据的清零或者累加。初始化HX711模块以后，就可以调用HX711模块内部的函数获取当前的重量。通过判断当前重量与上一次测量重量的差别判断。若称体重的话，则初始化执行去皮函数，去皮函数的功能就是把当前的重量设置为初始化重量，这样相当于设置一个基准点。

二、软件代码

1.HX711模块代码

代码如下：如下图所示，这为HX711代码，这里面需要根据不同的HX711模块定义了一个校正参数GapValue，通过改变校正参数的大小，就可以矫正好自己的模块。在C文件的最后表明了校正的步骤，根据此步骤校正即可。需要注意的就是代码中的get_maopi和get_weight函数，前者在代码初始化的时候执行，获得当前的重量。由于本次设计是计算每天的饮水量，由于水1L大概为1KG，可以对应起来。在开始之前，将满水放在压力传感器上，这样初始化时水量代表的就是还未开始喝的水，等喝了水以后再放到压力传感器上，进行一次按键判断累加，这样就可以得到我们的饮水量。在这个基础上修改的话，可以用来测物体总重量，需要修改的地方就是if(HX711_Buffer <= Weight_Maopi)这一块，首先变成>=，其次这个Weight_Shiwu = Weight_Maopi-Weight_Shiwu其中的减号变成加号即可。

#include "HX711.h"
#include "delay.h"

u32 HX711_Buffer;
u32 Weight_Maopi;
s32 Weight_Shiwu;
u8  Flag_Error=0;

//校准参数
//因为不同的传感器特性曲线不是很一致，因此，每一个传感器需要矫正这里这个参数才能使测量值很准确。
//当发现测试出来的重量偏大时，增加该数值。
//如果测试出来的重量偏小时，减小改数值。
//该值可以为小数
#define GapValue 106.5


void Init_HX711pin(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	 //使能PF端口时钟

	//HX711_SCK
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;				     //端口配置
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度为50MHz
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					     //根据设定参数初始化GPIOB
	
	//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);  
	
  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);					             //初始化设置为0
}

u32 HX711_Read(void)	//增益128
{
	unsigned long count; 
	unsigned char i; 
  HX711_DOUT=1; 
	delay_us(1);
  HX711_SCK=0; 
  count=0; 
  while(HX711_DOUT); 
  for(i=0;i<24;i++)
	{ 
	  HX711_SCK=1; 
	  count=count<<1; 
		delay_us(1);
		HX711_SCK=0; 
	  if(HX711_DOUT)
		count++; 
		delay_us(1);
	} 
 	HX711_SCK=1; 
  count=count^0x800000;//第25个脉冲下降沿来时，转换数据
	delay_us(1);
	HX711_SCK=0;  
	return(count);
}

void Get_Maopi(void)
{
	Weight_Maopi = HX711_Read();	
} 

//****************************************************
//称重
//****************************************************
void Get_Weight(void)
{
	HX711_Buffer = HX711_Read();
	if(HX711_Buffer <= Weight_Maopi)			
	{
		Weight_Shiwu = HX711_Buffer;
		Weight_Shiwu = Weight_Maopi-Weight_Shiwu;				      //获取实物的AD采样数值。	
		Weight_Shiwu = (s32)((float)Weight_Shiwu/GapValue); 	//计算实物的实际重量
		//因为不同的传感器特性曲线不一样，因此，每一个传感器需要矫正这里的GapValue这个除数。
		//当发现测试出来的重量偏大时，增加该数值。
		//如果测试出来的重量偏小时，减小改数值。
	}
}

#ifndef __HX711_H
#define __HX711_H

#include "sys.h"

#define HX711_SCK PBout(0)// PB0
#define HX711_DOUT PBin(1)// PB1


extern void Init_HX711pin(void);
extern u32 HX711_Read(void);
extern void Get_Maopi(void);
extern void Get_Weight(void);

extern u32 HX711_Buffer;
extern u32 Weight_Maopi;
extern s32 Weight_Shiwu;
extern u8 Flag_Error;

#endif

2.主函数

代码如下：首先在函数内部定义了zong参量，代表监测的饮水量。定义了工作的状态参数，检测工作状态，工作状态为0的时候不检测，为1的时候检测。除初始化函数意外，还执行了get_maopi函数，主要是为了初始化状态，复位。进入while循环里面对按键进行扫描，KEY0按键实现的功能是直接清零，直接清零的意思是把当前的重量作为饮水的起始点，同时对zong饮水量进行清零处理，当执行完这一步以后，工作状态切换为1，始终保持扫描饮水量的状态。KEY1按键实现的功能是进行饮水量的累加，具体实现机理就是把当前的饮水量累加到zong变量上，同时工作状态设置为0，不再进行累加，便于换水。那么想继续进行累加则通过KEY2进行实现，KEY2设置以后，把当前的饮水量设置为初始饮水量，同时工作状态也设置为1，相当于重新进行了一次初始化但是并未对zong进行清零，在此基础上就实现了饮水量的测量。

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "HX711.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"
u32 zong=0;       //总的饮水量
u8 gongzuo_status=1;//检测状态，0的时候不检测，1的时候检测
/*
KEY0的作用是初始化称重目标，比如按下KEY0就代表此时的重量成了我们还没喝水时候的重量
KEY1的作用是累加饮水量，按一下保存当前的饮水量，然后按下KEY0继续开始继续检测
*/
int main(void)
{	
  u8 key=0;                //定义按键扫描状态	
	Init_HX711pin();         //HX711传感器初始化
	KEY_Init();              //按键初始化
	delay_init();            //延时初始化
	
	NVIC_Configuration(); 	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(9600);	       //串口初始化为9600
	
	Get_Maopi();				     //称取初始化状态，此状态下可获得最开始的值
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
	Get_Maopi();				     //重新获取初始化状态
	
	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==KEY0_PRES)     //判断KEY0按键按下
		{
			delay_ms(20);
			if(key==KEY0_PRES)
			{
				Get_Maopi();	     //设置当前重量为初始重量
				zong=0;            //清空饮水量，重新进行计算
				gongzuo_status=1;   
			}
		}
		else if(key==KEY1_PRES)//判断KEY1按键按下
		{
			delay_ms(20);
			if(key==KEY1_PRES)
			{
				zong+=Weight_Shiwu;//设置当前饮水量给总体
				gongzuo_status=0;  //工作状态为0
			}
		}
		else if(key==KEY2_PRES)//判断KEY2按键按下
		{
			delay_ms(20);
			if(key==KEY2_PRES)
			{
				Get_Maopi();	     //设置当前重量为初始重量
				gongzuo_status=1;  //工作状态为1
			}
		}
		if(gongzuo_status==0)Weight_Shiwu=0;    //如果工作状态为0，则检测到的饮水量一直为0
	  else Get_Weight();                      //如果工作状态为1，则检测饮水量大小
		printf("饮水量 = %d mL\r\n",(zong+Weight_Shiwu)); //打印总水量 
		delay_ms(1000);
	}
}

该处使用的url网络请求的数据。