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HX711Informationcontainedinthisdocumentisfordesignreferenceonlyandnotaguarantee.AviaSemiconductorreservestherighttomodifyitwithoutnotice.TEL:(592)252-9530(P.R.China)AVIASEMICONDUCTOREMAIL:market@aviaic.com电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片简介HX711采用了海芯科技集成电路专利技术，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。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。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，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。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32,64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：1.6mA,断电电流：1µA•工作电压范围：2.6~5.5V•工作温度范围：-40~+85℃•16管脚的SOP-16封装2.7~5.5VVBGPGAGain=32,64,12824-bitΣ∆ADCInputMUXDigitalInterfaceAnalogSupplyRegulatorInternalOscillatorBandgapReferenceHX711XIXODOUTPD_SCKRATEBASEVSUPDVDDINB-INB+INA-INA+To/FromMCUAVDDAGND传感器图一HX711内部方框图VFBR2R10.1uF10uFS8550VAVDDVSUPHX711AVIASEMICONDUCTOR2管脚说明SOP-16L封装VSUP模拟地BASE模拟电源AVDD通道A负输入端VFB通道A正输入端AGND稳压电路电源VBG稳压电路控制输出INNAINPA输出数据速率控制输入外部时钟或晶振输入DVDDRATEXIXODOUTPD_SCKINPBINNB12345678161514131211109稳压电路控制输入参考电源输出通道B负输入端通道B正输入端串口数据输出断电和串口时钟输入数字电源晶振输入管脚号名称性能描述1VSUP电源稳压电路供电电源:2.6~5.5V2BASE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:2.6~5.5V4VFB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;1:80Hz16DVDD电源数字电源:2.6~5.5V表一管脚描述HX711AVIASEMICONDUCTOR3主要电气参数参数条件及说明最小值典型值最大值单位满额度差分输入范围V(inp)-V(inn)±0.5(AVDD/GAIN)V有效位数（Effective-Number-of-Bits)(1)增益=128，速率=10Hz19.7Bits无噪声位数（Noise-FreeBits)(2)增益=128，速率=10Hz17.3Bits积分非线性（INL）满量程的百分比±0.001%ofFSR输入共模电压范围AGND+1.2AVDD-1.3V输出数据速率使用片内振荡器，RATE=010Hz使用片内振荡器，RATE=DVDD80外部时钟或晶振，RATE=0fclk/1,105,920外部时钟或晶振，RATE=DVDDfclk/138,240输出数据编码二进制补码8000007FFFFFHEX输出稳定时间(3)RATE=0400msRATE=DVDD50输入零点漂移增益=1280.1mV增益=640.2mV输入噪声增益=128，RATE=050nV(rms)增益=128，RATE=DVDD90温度系数输入零点漂移（增益=128）±12nV/℃增益漂移（增益=128）±7ppm/℃输入共模信号抑制比增益=128，RATE=0100dB电源干扰抑制比增益=128，RATE=0100dB输出参考电压（VBG）1.25V外部时钟或晶振频率111.059220MHz电源电压DVDD2.65.5VAVDD，VSUP2.65.5模拟电源电流正常工作1500µA（含稳压电路）断电0.5数字电源电流正常工作100µA断电0.2（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。表二主要电气参数表HX711AVIASEMICONDUCTOR4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。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应连接到DVDD或AVDD中电压较高的一个管脚上。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脉冲数输入通道增益25A12826B3227A64表三输入通道和增益选择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。HX711AVIASEMICONDUCTOR5DOUTPD_SCK12MSBLSB2425下一次转换：通道A，增益128当前转换周期下一个转换周期34PD_SCK122425下一次转换：通道B，增益323426PD_SCK122425下一次转换：通道A，增益64342627图二数据输出，输入通道和增益选择时序图T1T2T3T4一个数据输出周期时间符号说明最小值典型值最大值单位T1DOUT下降沿到PD_SCK脉冲上升沿0.1µsT2PD_SCK脉冲上升沿到DOUT数据有效0.1µsT3PD_SCK正脉冲电平时间0.250µsT4PD_SCK负脉冲电平时间0.2µs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。60µs断电控制:PD_SCK断电正常工作图三断电控制如果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。应用实例图四为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。HX711AVIASEMICONDUCTOR6图四HX711计价秤应用参考电路图充电电路电池LED稳压管磁珠L1LCD4.7kDVDDRATEXIXODOUTPD_SCKINPBINNBVSUPBASEAVDDVFBAGNDVBGINNAINPA传感器0.1u1u0.1uQ10.1u1k1kMCUHX711I/OI/OVDDL1：用于隔离模拟与数字电源；Q1：用于关断传感器和ADC电源。参考PCB板（单层）图五为与HX711相关部分的PCB板参考设计线路图。图五为相应的单层PCB板参考设计板图。图五与HX711相关部分的PCB板参考设计线路图HX711AVIASEMICONDUCTOR7图六与HX711相关部分的单层PCB板参考设计板图HX711AVIASEMICONDUCTOR8参考驱动程序