该模块采用24位高精度的A/D转换器芯片hx711,是一款专为高精度电子秤而设计的,具有两路模拟通道输入,内部集成128倍增益可编程放大器。输入电路可配置为提供桥压的电桥式(如压力、称重)传感器模式,是一款理想的高精度、低成本采样前端模块。
模块来源
规格参数
工作电压:2.6V-5.5V
工作电流:100~1500uA
ADC精度:24位
输出方式: 串行输出
管脚数量:4 Pin
以上信息见厂家资料文件
移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【能够判断测量10Kg以内的称重】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。
查看资料
引脚选择
这里选择的引脚见引脚接线表
代码移植
下载为大家准备的驱动代码文件夹,复制到自己工程中\luban-lite\application\rt-thread\helloworld\user-bsp
文件夹下
提示
如果未找到 user-bsp
这个文件夹,说明你未进行模块移植的前置操作。请转移到手册使用必要操作(点击跳转)中进行必要的配置操作!!!
接下来打开自己的工程,开始修改Kconfig文件。
1、在 VSCode 中打开 application\rt-thread\helloworld\Kconfig 文件
2、在该文件的 #endif
前面添加该模块的 Kconfig路径语句
# HX711称重传感器
source "application/rt-thread/helloworld/user-bsp/hx711-weighing-sensor/Kconfig"
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menuconfig操作
1、我们 双击 luban-lite
文件夹下的 win_env.bat
脚本打开env工具:
2、输入以下命令列出所有可用的默认配置:
scons --list-def
3、选择 d13x_JLC_rt-thread_helloworld
这个配置!这个是我们衡山派开发板的默认配置!输入以下命令即可:
scons --apply-def=7
或者
scons --apply-def=d13x_JLC_rt-thread_helloworld_defconfig
这两个命令作用是一样的,一个是 文件名 ,一个是 编号 !!!
4、输入以下命令进入menuconfig菜单
scons --menuconfig
进入以下界面:
5、选中 Porting code using the LCKFB module
按
Y
选中按
N
取消选中方向键
左右
调整 最下面菜单的选项方向键
上下
调整 列表的选项
回车
执行最下面菜单的选项
6、回车进入 Porting code using the LCKFB module
菜单
7、按方向键 上下
选中 Using HX711 weighing sensor
后按 Y
键,看到前面括号中出现一个 *
号,就可以下一步了。
8、按方向键 左右
选中 <Save>
然后一路回车
,然后 退出
即可
编译
我们 保存并退出menuconfig菜单 之后,输入以下命令进行编译:
scons
或
scons -j16
-j 用来选择参与编译的核心数: 我这里是选择16
大家可以根据自己的电脑来选择
核心越多编译越快
如果写的数量高于电脑本身,那么就自动按照最高可用的来运行!
镜像烧录
编译完成之后会在 \luban-lite\output\d13x_JLC_rt-thread_helloworld\images
文件夹下生成一个 d13x_JLC_v1.0.0.img
镜像文件!
然后我们烧录镜像,具体的教程请查看:镜像烧录(点击跳转🚀)
到这里完成了,请移步到 最后一节 进行移植验证。
工程代码解析
bsp_hx711.c
/*
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*/
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include <inttypes.h>
#include <finsh.h>
#include "hal_adcim.h"
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_log.h"
#include "hal_gpai.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "hal_i2c.h"
#include "bsp_mlx90614.h"
#define MLX90614_SCK_PIN_NAME "PE.14"
#define MLX90614_DT_PIN_NAME "PE.12"
static rt_base_t MLX90614_SCK_Pin;
static rt_base_t MLX90614_DT_Pin;
//设置输出模式
#define DT_OUT() rt_pin_mode(MLX90614_DT_Pin, PIN_MODE_OUTPUT)
//设置输入模式
#define DT_IN() rt_pin_mode(MLX90614_DT_Pin, PIN_MODE_INPUT_PULLUP)
//获取引脚的电平变化
#define DT_GET() rt_pin_read(MLX90614_DT_Pin)
//输出
#define DT(x) rt_pin_write(MLX90614_DT_Pin, (x ? PIN_HIGH : PIN_LOW))
#define SCK(x) rt_pin_write(MLX90614_SCK_Pin, (x ? PIN_HIGH : PIN_LOW))
static void delay_ms(uint64_t ms){ rt_thread_mdelay(ms); }
static void delay_us(uint64_t us){ aicos_udelay(us); }
/* 初始重量 */
static int HX711_Initial_Weight = 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 207.00
/******************************************************************
* 函 数 名 称:HX711_Read
* 函 数 说 明:读取HX711
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:读取到的值 -RT_ERROR:错误
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
static int HX711_Read(void)
{
unsigned long count;
unsigned char i;
int timeOut = 1000000; // 单位us
DT_OUT();
delay_us(5);
DT(1);
delay_us(1);
SCK(0);
count = 0;
DT_IN();
delay_us(5);
while(DT_GET() && timeOut)
{
timeOut--;
delay_us(1);
}
if(!timeOut)
{
LOG_E("failed to HX711_Read");
return -RT_ERROR;
}
for(i = 0; i < 24; i++)
{
SCK(1);
count = count << 1;
delay_us(1);
SCK(0);
if(DT_GET())
count++;
delay_us(1);
}
SCK(1);
count = count^0x800000;//第25个脉冲下降沿来时,转换数据
delay_us(1);
SCK(0);
return count;
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称:HX711_Reset_Weight
* 函 数 功 能:测量初始重量
* 传 入 参 数:无
* 函 数 返 回:RT_OK:完成 -RT_ERROR:错误
* 作 者:
* 备 注:后续的重量都是以该初始重量为0值,因此在初始化时,秤上不要放任何东西
**********************************************************/
int HX711_Reset_Weight(void)
{
HX711_Initial_Weight = HX711_Read();
if(HX711_Initial_Weight < 0)
{
LOG_E("failed to HX711_Reset_Weight");
return -RT_ERROR;
}
return RT_EOK;
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称:HX711_Get_Weight
* 函 数 功 能:获取重量值
* 传 入 参 数:无
* 函 数 返 回:float 重量(单位g);-RT_ERROR:错误
* 作 者:LCKFB
* 备 注:称重值,单位g
**********************************************************/
float HX711_Get_Weight(void)
{
int hx711_buffer = HX711_Read(); // 读取传感器值
if(hx711_buffer == -RT_ERROR)
{
LOG_E("HX711 Read failed !!");
return -RT_ERROR;
}
// 判断读取值是否有效
if(hx711_buffer <= HX711_Initial_Weight)
{
return 0; // 没有检测到有效重量
}
// 计算实际重量
float weight = (float)(hx711_buffer - HX711_Initial_Weight) / (float)GapValue;
// 调整GapValue可以校准不同传感器的误差
return weight;
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称:HX711_Init
* 函 数 功 能:初始化HX711
* 传 入 参 数:无
* 函 数 返 回:RT_OK:完成 -RT_ERROR:错误
* 作 者:LC
* 备 注:LP
**********************************************************/
int HX711_Init(void)
{
MLX90614_SCK_Pin = rt_pin_get(MLX90614_SCK_PIN_NAME);
MLX90614_DT_Pin = rt_pin_get(MLX90614_DT_PIN_NAME);
rt_pin_mode(MLX90614_SCK_Pin, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_write(MLX90614_SCK_Pin, PIN_HIGH);
rt_pin_mode(MLX90614_DT_Pin, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_write(MLX90614_DT_Pin, PIN_HIGH);
return RT_EOK;
}
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bsp_hx711.h
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*/
#ifndef __BSP_HX711_H__
#define __BSP_HX711_H__
#include "stdio.h"
int HX711_Init(void);
int HX711_Reset_Weight(void);
float HX711_Get_Weight(void);
#endif
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Kconfig
这个是一个menuconfig中的选项,如果在菜单中选中该选项,就会在rtconfig.h
中定义一个语句,用来if判断条件编译之类的。
config LCKFB_HX711_WEIGHHING_SENSOR
bool "Using HX711 weighing sensor"
default n
help
More information is available at: https://wiki.lckfb.com/
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SConscript
自动化构建文件,如果定义了 LCKFB_HX711_WEIGHHING_SENSOR
和 USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE
就自动编译当前目录下的文件!!
Import('RTT_ROOT')
Import('rtconfig')
import rtconfig
from building import *
cwd = GetCurrentDir()
CPPPATH = [cwd]
src = []
if GetDepend('LCKFB_HX711_WEIGHHING_SENSOR') and GetDepend('USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE'):
src = Glob(os.path.join(cwd, '*.c'))
group = DefineGroup('lckfb-hx711-weighing-sensor', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)
Return('group')
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test_hx711_weighing_sensor.c
这个文件定义了一个HX711重量传感器处理的线程,初始化了HX711传感器的硬件抽象层,并设置了线程的优先级、栈大小和时间片。
线程的主要任务是读取HX711重量传感器的重量数据,并进行延时处理。当传感器读取到重量数据时,相关信息会被打印到控制台。通过命令行接口,用户可以启动这个线程来测试HX711重量传感器的功能,并且可以输入命令来退出这个线程。
线程入口函数逻辑
- 初始化HX711重量传感器,并打印初始化状态。
- 重置重量传感器的重量数据,并打印重置状态。
- 在一个无限循环中,首先读取HX711传感器的重量数据。
- 如果读取成功,将浮点数重量值转换为整数格式,并打印重量信息。
- 如果读取失败,打印错误信息。
- 控制循环次数,并在每100次循环后提示用户可以通过输入命令退出读取循环。
- 在每次循环结束时,线程会挂起一段时间,这里是500毫秒,然后继续读取下一次数据。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_hx711.h"
#define THREAD_PRIORITY 25 // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE 1024 // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE 10 // 时间片
static rt_thread_t hx711_thread = RT_NULL; // 线程控制块
// 线程入口函数
static void hx711_thread_entry(void *param)
{
int loop_counter = 1; // 循环次数
int ret = 0;
rt_kprintf("Starting HX711 initialization...\n");
/* HX711 初始化 */
if ((ret = HX711_Init()) != RT_EOK)
{
LOG_E("HX711 initialization failed!");
return;
}
rt_kprintf("HX711 initialized successfully!\n");
/* 重置重量读取 */
if (HX711_Reset_Weight() != RT_EOK || HX711_Reset_Weight() != RT_EOK)
{
LOG_E("Failed to reset HX711 weight!");
return;
}
rt_kprintf("HX711 weight reset successfully!\n");
/* 主循环 */
while (1)
{
float weight_value = HX711_Get_Weight(); // 读取重量数据
if (weight_value < 0)
{
LOG_E("Error reading from HX711!");
}
else
{
uint32_t value = (uint32_t)(weight_value * 100); // 转换为整数格式显示
rt_kprintf("HX711 Weight: %d.%02d g\n", value / 100, value % 100);
}
/* 控制循环次数和用户提示 */
if (loop_counter++ >= 100)
{
loop_counter = 1;
rt_kprintf("Type 'test_exit_hx711_weight_sensor' to exit HX711 read loop.\n");
rt_kprintf("Note: Press [TAB] for auto-completion of the command.\n");
rt_thread_mdelay(2000); // 延时 2 秒
}
rt_thread_mdelay(500); // 延时 500ms 读取下一次数据
}
}
/* HX711启动函数 */
static void test_hx711_weight_sensor(int argc, char **argv)
{
/* 创建线程,名称是 hx711_thread,入口是 hx711_thread_entry */
hx711_thread = rt_thread_create("hx711_thread",
hx711_thread_entry, RT_NULL,
THREAD_STACK_SIZE,
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
/* 如果获得线程控制块,启动这个线程 */
if (hx711_thread != RT_NULL)
rt_thread_startup(hx711_thread);
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_hx711_weight_sensor, run HX711 weight sensor);
/* HX711退出函数 */
static void test_exit_hx711_weight_sensor(void)
{
int ret = rt_thread_delete(hx711_thread);
if(ret != RT_EOK)
{
LOG_E("failed to test_exit_hx711_weight_sensor !!");
}
else
{
rt_kprintf("\n========HX711 exit successful !!========\n");
}
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_exit_hx711_weight_sensor, quit HX711);
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移植验证
我们使用串口调试,将 USB转TTL模块 连接到衡山派开发板上面!!
具体的教程查看:串口调试(点击跳转🚀)
串口波特率默认为
115200
我们在输入下面的命令运行该模块的线程:
输入的时候按下
TAB键
会进行命令补全!!
test_hx711_weight_sensor
模块上电效果: