简介：这份资源面向嵌入式初学者与电子设计爱好者，提供一套基于STM32微控制器的电子秤完整工程，用于学习称重数据采集、处理与显示的全流程。项目以STM32为核心，配合重量传感器与内置ADC完成模拟信号数字化，并通过12864液晶屏实时显示重量，代码中预留了精度调整空间，便于自行优化标定与滤波算法。压缩包共146个文件，约1.64MB，以36个h头文件与33个c源文件为主体，涵盖外设驱动与业务逻辑，另有Keil工程文件、编译中间产物及hex固件等，结构接近真实开发工程。资源已有3235人学习，适合作为课程设计、毕业设计或自学练手参考，读者可从中获取传感器采样、A/D转换、显示驱动、低功耗管理及工程组织等实践思路，并在此基础上扩展单位切换、过载保护等功能。
1. 从一颗 HX711 说起：为什么 STM32 做电子秤是门“看起来简单、做起来全是细节”的活
如果你手头正好有一块 STM32 最小系统板、一个 5kg 量程的电阻应变片传感器和一个 HX711 模块，那你离一台能用的电子秤其实只差“把线接对、把时序写对、把滤波调对”这三步。但真正上手你会发现，事情没那么线性：HX711 读回来的原始码值会跳、去皮之后零点会漂、砝码放上去读数要等两三秒才稳、串口打印出来的重量小数点后两位一直在抖。这些不是玄学，是 24 位 ADC 在低电平信号下的正常表现，也是 STM32 电子秤这个方向最值得拆开讲的地方。
这份资源围绕的就是“用 STM32 驱动 HX711 采集称重传感器，完成重量计算、去皮、校准、超限报警和显示输出”这一整套链路。它适合三类人：正在做课程设计或毕设、需要一份能跑通的参考实现的学生；想从 51 单片机升级到 STM32、第一次接触 24 位 ADC 时序的嵌入式新手；以及手上已经有硬件、但卡在“读数不稳、校准不会、代码跑不通”的从业者。下面按硬件接线、驱动时序、重量换算、滤波校准、避坑排查、进阶技巧的顺序，把这份资源拆到能照着复现的程度。
2. 硬件链路与 HX711 时序：先把“读得到数”这件事做扎实
2.1 称重传感器、HX711 与 STM32 的接线逻辑
电阻应变片式称重传感器本质是一个惠斯通电桥，受力后电桥失衡，输出一个毫伏级的差分电压。这个信号太小，STM32 自带的 12 位 ADC 直接采基本没戏，所以中间必须加一级专用 24 位 ADC，HX711 就是干这个的。它内部集成了稳压、 PGA 和 24 位 sigma-delta ADC，输出的是串行数据，STM32 只需要两根普通 GPIO 就能读。
典型接线是：传感器四线（E+、E-、A+、A-）接 HX711 的对应端子，HX711 的 VCC/GND 接 3.3V 或 5V，DT（数据）和 SCK（时钟）接 STM32 任意两个 GPIO。这里有个新手最容易翻车的点：传感器线色不统一，红黑绿白对应的不一定是 E+/E-/A+/A-，接反了读数会反向或者直接饱和。常见做法是先按模块丝印接，读出来是负值就把 A+/A- 对调，不要靠猜。
// hx711.h —— 引脚宏定义，按实际接线改 #define HX711_DT_PORT GPIOB #define HX711_DT_PIN GPIO_Pin_0 #define HX711_SCK_PORT GPIOB #define HX711_SCK_PIN GPIO_Pin_1 // 初始化：DT 设为输入，SCK 设为推挽输出 void HX711_Init(void) { GPIO_InitTypeDef gpio; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); gpio.GPIO_Pin = HX711_DT_PIN; gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入，DT 空闲时为高 GPIO_Init(HX711_DT_PORT, &gpio); gpio.GPIO_Pin = HX711_SCK_PIN; gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出 gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(HX711_SCK_PORT, &gpio); GPIO_ResetBits(HX711_SCK_PORT, HX711_SCK_PIN); // SCK 默认拉低 }这段初始化的关键在 DT 用上拉输入。HX711 在数据未准备好时 DT 输出高电平，准备好后拉低，上拉能保证悬空时不会误判。SCK 默认拉低是因为 HX711 要求 SCK 高电平超过 60us 会进入掉电模式，初始化阶段保持低电平最安全。
2.2 24 位数据的读取时序与通道增益选择
HX711 的读取时序不复杂，但时序参数必须卡准。一次完整读取是：等 DT 变低，然后发 25 到 27 个 SCK 脉冲，前 24 个脉冲在上升沿移出数据（高位在前），第 25 个脉冲决定下一次的通道和增益。脉冲数对应关系是：25 个脉冲选通道 A 增益 128，26 个选通道 B 增益 32，27 个选通道 A 增益 64。电子秤一般用通道 A 增益 128，所以发 25 个脉冲。
// 读取一次原始值，返回 24 位有符号数 long HX711_ReadRaw(void) { long value = 0; uint8_t i; // 等待 DT 拉低，超时退出防止死等 uint32_t timeout = 0; while (GPIO_ReadInputDataBit(HX711_DT_PORT, HX711_DT_PIN) == 1) { if (++timeout > 100000) return 0; // 硬件没接好时不要卡死 } for (i = 0; i < 24; i++) { GPIO_SetBits(HX711_SCK_PORT, HX711_SCK_PIN); __nop(); __nop(); // 短延时，保证高电平够宽 value = value << 1; if (GPIO_ReadInputDataBit(HX711_DT_PORT, HX711_DT_PIN)) value++; GPIO_ResetBits(HX711_SCK_PORT, HX711_SCK_PIN); __nop(); __nop(); } // 第 25 个脉冲，选通道 A 增益 128 GPIO_SetBits(HX711_SCK_PORT, HX711_SCK_PIN); __nop(); __nop(); GPIO_ResetBits(HX711_SCK_PORT, HX711_SCK_PIN); // 24 位补码转有符号数 if (value & 0x800000) value |= 0xFF000000; return value; }逻辑上要说明三点。第一，超时退出是血泪经验，传感器没接或 HX711 没供电时 DT 永远不拉低，没有超时整个程序就卡死在这一句。第二，__nop()延时是给 SCK 高电平留时间，STM32 主频高的时候不加延时可能超过 HX711 的时序上限。第三，补码转换不能省，24 位数据最高位是符号位，不扩展成 32 位有符号数，负值会变成很大的正数，去皮和校准全乱。
3. 从原始码值到克：校准系数、去皮与滤波的工程做法
3.1 两点校准法算出比例系数
HX711 读出来的是 ADC 原始码值，不是重量。要变成克，需要一个比例系数，工程上最稳的是两点校准：空载读一次记为零点，放一个已知砝码读一次，两者差值除以砝码重量就是“每克对应的码值”。
typedef struct { long zero_offset; // 空载零点 float scale; // 每克码值 float tare; // 去皮重量 } Scale_t; Scale_t scale = {0, 1.0f, 0.0f}; // 采集 N 次取平均，降低随机噪声 long HX711_ReadAverage(uint8_t times) { long sum = 0; for (uint8_t i = 0; i < times; i++) sum += HX711_ReadRaw(); return sum / times; } // 校准：空载时调用，记录零点 void Scale_CalibrateZero(void) { scale.zero_offset = HX711_ReadAverage(20); } // 校准：放已知砝码后调用，weight_g 为砝码克数 void Scale_CalibrateWeight(float weight_g) { long raw = HX711_ReadAverage(20); scale.scale = (float)(raw - scale.zero_offset) / weight_g; } // 读取重量（克） float Scale_GetWeight(void) { long raw = HX711_ReadAverage(10); return (float)(raw - scale.zero_offset) / scale.scale - scale.tare; }参数上，ReadAverage的次数不是越多越好。20 次平均能把随机噪声压下去，但响应变慢；10 次是响应和稳定的折中。校准砝码建议选量程的 50% 到 80%，比如 5kg 量程用 2kg 或 3kg 砝码，太轻的相对误差大，太重的接近满量程线性度会变差。scale系数算出来一般是几百到几千码值每克，如果算出来是负数，说明传感器 A+/A- 接反了。
3.2 去皮、滑动滤波与显示刷新节奏
去皮就是把当前重量记成tare，之后所有读数都减掉它。但去皮有个坑：如果去皮时秤上还有残留振动，tare会带误差，后面所有读数都偏。常见做法是去皮前先连续读几次，等波动小于阈值再记录。
滤波方面，一阶滑动平均够用，但遇到“放上去要等两三秒才稳”的问题，往往是平均次数太多加上没有做变化检测。更实用的做法是：稳定时用大平均次数保证精度，检测到重量突变时切小平均次数快速响应。
#define FILTER_LEN 8 static float buf[FILTER_LEN] = {0}; static uint8_t idx = 0; float Scale_GetFiltered(void) { buf[idx] = Scale_GetWeight(); idx = (idx + 1) % FILTER_LEN; float sum = 0; for (uint8_t i = 0; i < FILTER_LEN; i++) sum += buf[i]; float avg = sum / FILTER_LEN; // 突变检测：与均值差超过 50g 认为重量在快速变化 float diff = Scale_GetWeight() - avg; if (diff > 50.0f || diff < -50.0f) return Scale_GetWeight(); // 快速响应，不滤波 return avg; }显示刷新不要跟着采样走。HX711 默认 10Hz 或 80Hz 输出速率，10Hz 时每 100ms 一个数据，显示每 200 到 300ms 刷一次就够，刷太快数字跳得人心慌。串口打印同理，建议 500ms 一次，方便观察趋势又不刷屏。
4. 避坑与排查：电子秤读数不稳、校准失败的五个真实原因
4.1 读数一直跳，最后一位停不下来
现象是空载时读数在正负几十克之间波动，放上砝码后小数点后两位一直变。原因通常有三个：供电纹波大、HX711 的 AVDD 和 DVDD 没做退耦、或者传感器信号线太长引入了工频干扰。解决上，先在 HX711 电源脚并 10uF 和 0.1uF 电容，信号线尽量短并远离电机和继电器，软件上把平均次数从 10 提到 20，基本能压到正负 2g 以内。
4.2 校准后放砝码读数差很多
现象是零点校准正常，放 1kg 砝码显示 800g 或 1200g。原因多半是校准砝码太轻，或者校准时秤体没放平。解决是换用量程 50% 以上的砝码重新校准，校准前用水平泡确认秤体水平，四个角受力均匀。如果还是差，检查scale系数是不是用了整数除法被截断，(raw - zero)要强制转 float 再除。
4.3 HX711 读出来全是 0 或全是 0xFFFFFF
现象是原始码值恒定不变，或者一直是最大值。原因是 DT 和 SCK 接反、HX711 没供电、或者传感器没接。排查顺序是先量 HX711 的 VCC 有没有电压，再用万用表测 DT 在空闲时是不是高电平，最后确认 SCK 有没有脉冲输出。接反的情况最常见，DT 和 SCK 对调后立刻正常。
4.4 去皮之后过一会儿零点自己漂了
现象是刚去皮显示 0，过几分钟变成 5g 或 -3g。原因是温漂，应变片和 HX711 都有温度系数，环境温度变化几度零点就会移。解决是开机预热 5 到 10 分钟再校准，软件上加一个“自动零点跟踪”：当读数在零点附近且持续稳定超过 5 秒，缓慢把零点往当前值靠。注意跟踪范围要限制在正负 10g 内，否则放小砝码会被当成漂移吃掉。
4.5 超过量程后读数不线性甚至卡死
现象是接近满量程时读数增长变慢，或者直接停在某个值。原因是传感器弹性体进入非线性区，或者 HX711 输入饱和。解决是选量程时留 20% 余量，5kg 传感器实际用到 4kg 以内；软件上加超限判断，超过量程 90% 就报警并停止更新显示，避免用户继续加载。
5. 进阶技巧：把电子秤做成能长期稳定跑的成品
5.1 用定时器中断做采样节拍，别在 while 里裸读
裸读的问题是采样间隔不均匀，主循环里其他任务一多，HX711 读取就被拉长，滤波效果变差。更稳的做法是用一个 10ms 或 100ms 的定时器中断置标志位，主循环检测标志再读，保证采样节拍固定。HX711 的 DT 引脚也可以配成外部中断，数据准备好自动触发，CPU 不用轮询。
volatile uint8_t sample_flag = 0; // 定时器中断里，每 100ms 置一次标志 void TIM3_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); sample_flag = 1; } } // 主循环 while (1) { if (sample_flag) { sample_flag = 0; float w = Scale_GetFiltered(); if (w > OVERLOAD_THRESHOLD) { Buzzer_On(); LCD_ShowString(0, 0, "OVERLOAD"); } else { Buzzer_Off(); LCD_ShowFloat(0, 0, w); } } }5.2 校准参数存 Flash，掉电不丢
每次上电重新校准不现实，把zero_offset和scale存到 STM32 内部 Flash 的最后一页，上电先读，读不到再用默认值。写 Flash 前要解锁，写完锁定，注意 Flash 写入前必须先擦除整页。常见做法是存一个结构体加一个校验字，校验不过就恢复默认，避免半写状态导致参数错乱。
| 参数 | 建议存储位置 | 说明 |
|---|---|---|
| zero_offset | Flash 末页偏移 0 | 空载零点，long 类型 |
| scale | Flash 末页偏移 4 | 每克码值，float 类型 |
| tare | Flash 末页偏移 8 | 去皮重量，float 类型 |
| checksum | Flash 末页偏移 12 | 前三项异或校验 |
5.3 验证方法：用标准砝码做三点复核
写完别急着收工，拿标准砝码做三点复核：空载、半量程、满量程各测三次，看误差是否在正负 0.5% 以内。如果半量程准、满量程偏小，是传感器非线性；如果三点都偏同一方向，是scale系数没校好。我一般还会在秤上放一个已知重量的手机或水杯做快速验证，比翻砝码方便。
从那以后我每次做完电子秤，都会先空载预热十分钟、再校准、再三点复核，最后连续跑两小时看零点漂移。这套流程走完，基本不会再出现“实验室能用、拿回去就飘”的翻车。希望帮到你。
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