使用STM32实现智能电子秤

智能电子秤是一种基于微控制器的测量仪器，能够通过传感器测量物体的重量，并将结果显示在液晶屏上。本文将详细介绍如何使用STM32微控制器实现一个简单的智能电子秤。

首先，我们需要准备的硬件设备有：

1. STM32开发板（例如STM32F103C8T6）
2. HX711模块（AD转换芯片）
3. 串行LCD模块或OLED模块（用于显示重量结果）
4. 5KG电子称传感器
5. 杜邦线和面包板

接下来，我们将使用STM32CubeMX进行初始化配置，生成工程代码。STM32CubeMX是一款由ST公司推出的用于生成STM32系列微控制器软件开发的工具，可以大大简化初始化配置的步骤。

首先，在STM32CubeMX中选择适合的型号（例如STM32F103C8），然后配置时钟设置，将系统时钟设置为72MHz。接下来，我们需要配置GPIO引脚，将模拟和数字引脚连接到正确的引脚。在这个例子中，我们使用PB0和PB1引脚连接HX711模块的DT和SCK引脚，使用PB10和PB11引脚连接至串行LCD模块的SDA和SCL引脚。

接下来，我们需要配置ADC模块以及DMA通道，以便将模拟信号从HX711模块传输到微控制器。在ADC模块的配置中，我们将使用单通道模式和DMA模式。对于DMA配置，我们将选择合适的通道（例如DMA1的通道1），并将数据传输方向设置为从外设到存储器。

在配置完这些模块后，我们还需要处理一些底层的设置，例如启用中断，配置GPIO引脚为输入或输出，设置时钟频率等。

一旦我们完成了所有的配置，我们就可以生成代码并导入到Keil或其他编译器中。接下来，我们将详细介绍如何实现以下功能：

1. 初始化GPIO和ADC：在主函数中，我们需要初始化GPIO和ADC模块，以便能够正确地读取HX711模块的模拟信号。

// 初始化GPIO和ADC
void GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

  // 使能时钟
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  // 配置PB0和PB1引脚为输入模式
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  // 配置PB10和PB11引脚为输出模式
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

void ADC_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;

  // 使能时钟
  __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

  // 配置ADC通道
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_13CYCLES_5;
  HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);

  // 启动ADC DMA传输
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)&ADC_value, 1);
}

1. 初始化HX711模块：为了能够正确地读取HX711模块的模拟信号，我们需要初始化HX711模块，并设置正确的增益和偏移值。

// 初始化HX711模块
void HX711_Init(void)
{
  // 设置增益值
  HX711_SetGain(HX711_GAIN_128);

  // 设置偏移值
  HX711_SetOffset(0);
}

1. 读取HX711模块的模拟信号：为了能够读取HX711模块的模拟信号，我们需要编写一个函数来读取HX711模块的DT引脚，并返回模拟信号的值。

// 读取HX711模块的DT引脚
uint32_t HX711_Read(void)
{
  uint32_t count = 0;

  // 等待HX711模块就绪
  while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET)
    ;

  // 通过SCK引脚发送脉冲
  for (int i = 0; i < 24; i++)
  {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
    count = count << 1;
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET)
    {
      count++;
    }
  }

  return count;
}

1. 将模拟信号转换为重量：为了能够将模拟信号转换为重量值，我们需要编写一个函数来计算重量。

// 将模拟信号转换为重量
float ConvertToWeight(uint32_t value)
{
  float weight = 0;

  // 根据模拟信号计算重量
  weight = (value - HX711_GetOffset()) / HX711_GetScale();

  return weight;
}

1. 在主函数中显示重量值：最后，我们需要在主函数中使用串行LCD模块或OLED模块来显示重量值。

int main(void)
{
  // 初始化硬件设备
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();

  // 初始化HX711模块
  HX711_Init();

  // 初始化LCD模块
  LCD_Init();

  while (1)
  {
    // 读取模拟信号
    uint32_t value = HX711_Read();

    // 将模拟信号转换为重量
    float weight = ConvertToWeight(value);

    // 显示重量
    LCD_Print("Weight: %.2f kg", weight);

    // 延时一段时间
    HAL_Delay(1000);
  }
}

以上就是使用STM32实现智能电子秤的步骤。通过使用STM32开发板和适当的硬件设备，我们可以轻松地实现一个简单的智能电子秤。本文提供了一个基本的代码框架，可以根据实际需求进行修改和扩展。