川楠

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发布时间: 2019-10-10

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前言
之前做了一个项目，里面有一个体重检测的功能，查阅了很多的资料，最后锁定使用HX711芯片，这个国产的芯片功能集成的很完善，TB上也有现成的模块，而且价格很便宜。
就在这个简单的芯片上，我遇到了一个坑。这个坑，坑的我莫名其妙。如果亲爱的读者你也使用过这或者正在使用这个芯片，那么此文可以可有效的避免，你和我踩上同样的坑。

硬件设计
关于HX711的电路设计，这个不是重点，官方的数据手册上有推荐的设计电路。

传感器使用电阻应变半桥式传感器。

使用4个半桥传感器组成电阻桥就能测量

以上设计都是通用设计，绝大多数家用的体重秤都是采用的这样的传感器方案。当然各家的ADC芯片可能是有差异的，我的项目使用的就是HX711芯片。

驱动简介
芯片的是两个控制引脚，PD_SCK、DOUT，单片机MCU只需要按照下图的时序，发送时钟和读取数据即可。

另外，HX711的引脚控制输出数据速率控制，0: 10Hz; 1: 80Hz，我在硬件设计上，已经将该引脚下拉为低，所以芯片数据输出周期为100MS。

编程思路
首先单片机相关引脚初始化。
然后检测DOUT引脚的电平，当DOUT为低的时候（芯片ADC已经将数据转换OK），PD_SCK开始发送脉冲，DOUT需要在发送脉冲的下降沿读取数据。
DOUT的前24位是ADC采集的数据，后面可以根据自己设计的增益倍数，发送1-3个时钟。

然后使用定时器，在定时器中断里面定义了一个100MS的标志Flag_100MS。然后在主函数中读取HX711数据，并计算体重。

最后通过串口打印数据，体重数据正常，校准之后，体重的斜率线性度也不错。

项目进行到了这里，一切顺风顺水，按理说也是算完满的收官了。产品也开始在陆陆续续的小批量供货了，但此时的BUG问题才开始崭露头角。
因为我们的体重结果关联到另外的一个设备，通过我们的体重结果去联动触发。
从用户那边反馈设备偶尔会突然的动一下（一开始以为是上位机的控制逻辑问题）。带着这样的问题，我们开始排查。从新改了一版程序，加强了日志的记录。
最后确定的问题是：上位机正常，突然异常动，是体重秤这边给了一个比较大的体重值，触发了上位机的联动。但是我这边空称的时候，查看并没有一个大的数据。
最后没办法，那就从新做一个测试程序，将体重秤的所有数据通过串口打印出来，并保存。
然后通过excel去处理和分析。所以就有了下面的这个表。

18万个数据，中间就出现了一次，几个小时才出现一次。有时候连续测试12个小时都没有这种突变数据。所以这个问题一藏的够深的。
问题是发现了，但是怎么分析？
一开始我想的是，难道是信号干扰？
所以我降低了PD_SCK的频率，但是问题依然有。
那我就减短HX711芯片与MCU的距离（我之前的距离是1.5米），还是不行。

那就用示波器看看PD_SCK、DOUT的波形
虽然毛刺比较严重，但是对比正常数据的时候，毛刺也一样多，感觉还是没找到问题的症结所在。

或许是旁观者清，别人提醒我，仔细的对比下时序看看！
这样，我就重新开始测试，去除我定时器的100mS的Flag_100MS。

就这么一个小小的程序，发现了原来手册上说的数据输出10HZ真的有问题，通过示波器检测电平翻转测试，实际上采样一个周期的时间是90多ms。
这样就存在着一个问题我单片机固定时间是100MS采集一次，HX711转换周期为90ms，在某个时间肯定会当单片机采集与HX711存在重合。个人推测，出现这种情况时候，可能会导致ADC采集数据出现异常。

所以，后面的改进程序一定要以HX711的采集转换周期为基准时基。

程序设计思路如下：

在定时器中断函数里面，周期性的扫描DOUT的引脚，当DOUT为低的时候，开始计时，在1MS后，开一个10MS的窗口，MCU只能在这个10MS的窗口内读取ADC数据，其他的时间段，则不允许MCU读取。如下图虚线框所示。

关键程序代码设计如下：
在定时器中断函数中，设计开窗时间，定时器中断函数周期为50uS

当(Event_WEGIT.Flag== 1)&&(Event_WEGIT.En==1)条件为真的的时候，则到了MCU的读取HX711的窗口时间。

当读取完HX711的数据之后，在把对应的窗口标志清零即可。下面使用示波器查看一下HX711的通讯波形。
测试1：使用示波器查看体重数据HX711波形，验证HX711通讯波形。

结果：上图中蓝线为HX711的SCK，黄线为DOUT数据。程序在DOUT数据准备好1MS时候开始采集数据。

测试2：验证HX711数据开窗功能（在DOUT产生下降沿之后，1MS-10MS时间为数据采集时间，超过时间则放弃采集，等待下次），微调程序，加入指示灯。使用示波器查看开窗和DOUT时序。

结果：黄色线为开窗时间，蓝色为DOUT波形。

可以看到，这个程序已经完全满足了我的设计要求，当然新的程序也是需要经过测试，连续48小时不断电测试，再也没有出现空称条件下的数据突变了。

总结
对于这次的问题，我只能说，手册上说的将RATE引脚拉低就是10HZ的数据输出频率，我编程也是按照100ms的周期去读取数据，这样也会翻船。归其原因，是我没有更深层次的去理解其时序的本质。
同时测试环节，在简单的东西也是需要认真、完善的测试。出现问题不可怕，可怕的是出现了问题我们没有去及时的发现它。

最后

以上就是笑点低绿茶为你收集整理的[转资][经验分享]解决体重称HX711芯片的隐藏BUG问题川楠的全部内容，希望文章能够帮你解决[转资][经验分享]解决体重称HX711芯片的隐藏BUG问题川楠所遇到的程序开发问题。

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