Arduino 3.5寸vLcds | Arduino I2C接口組態屏帶GPU電容觸摸屏（&HX711稱重模塊）

這個實驗主要是將HX711稱重模塊檢測到的數據，通過單片機顯示在3.5寸LCD屏幕上。

1. 準備工作

1.1 硬件：

Arduino x 1
hx711 稱重傳感器 x 1
3.5寸LCD屏幕 x 1

1.2 軟件：

Arduino IDE（開發環境）
VisualLcds (UI設計)

2 . vLcds組態屏

2.1 什麼是3.5寸vLcds HMI 組態屏？

官方資料下載
 網盤資料下載提取碼：qz6i
(資料文件夾中打開：vLCD_I2C_Package\說明文檔\vLcds I2C接口顯示屏入門指南)

人機界面（HMI）產品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數道據存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產品的性能高低，是HMI的核心單元。根據HMI的產品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。

HMI軟件一般分爲兩部分，即運行於內HMI硬件中的系統軟件和運行於PC機Windows操作系統下的畫面組態軟件。使用者都必須先使用HMI的畫面組態軟件製作“工容程文件 ”，再通過PC機和HMI 產品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運行。

2.2 Visual Lcd Studio 介紹

Visual Lcd Studio 軟件是用於TFT顯示模塊UI設計的PC應用工具，適合和各種尺寸的LCD屏幕。分別支持URAT,SPI,I2C,RS485接口屏的UI設計和命令測試。工具欄包含多種控件，方便用戶快速開發和應用。

軟件工具的模塊有：

編輯欄：UI設計的編輯工具
工具欄：各種控件工具
控件屬性：控件屬性的編輯欄
界面編輯：界面編輯區域
頁面列表：編輯頁面列表
圖片列表：導入圖片的列表，用於UI設計（可以導入PS設計好的圖片）
編譯輸出：編譯工程的輸出窗口

2.3 LCD屏幕顯示溫度實例

以溫度page頁面，顯示溫度變量爲例。

新建組態屏項目設計UI ，注意ID設置
關鍵函數

TFTlcd.SetThermometerValue(page_Id,9,value);

page_Id ：屏幕頁面的 page_Id
9 ：控件_Id
value ：溫度變量

2.4 關鍵代碼

else if(page_Id == Temperture_PAGE)
    {
      value =20;
      for(i=0;i<=10;i+=1)
      {
        TFTlcd.SetThermometerValue(page_Id,9,value);
		
        TFTlcd.SetNumberValue(page_Id,11,value-20);
        value +=10;
        delay(200);
      }
  
      value =120;
      for(i=0;i<=10;i+=1)
      {
        TFTlcd.SetThermometerValue(page_Id,9,value);
        TFTlcd.SetNumberValue(page_Id,11,value-20);
        value -=10;
        delay(200);
      }
    }

注意：以官方資料爲準。若出現按照官方資料中的示例設計屏幕UI、單片機源程序編譯\下載都沒有問題，屏幕仍然不能顯示傳感器數據的問題，試一試檢查線路連接的問題，說明單片機和屏幕通過I2C通信有問題。

補充：賣家的資料裏面關於I2C引腳接線出了問題，難怪我之前測試的時候，屏幕上老是顯示不了傳感器變量數據，原來是是因爲arduino 單片機 I2C接線出了問題，導致屏幕與單片機沒有進行通信。資料上面的接線如下：

Nano I2C 接線：

A4 SDA (數據線)
A5 SCL（時鐘線）

下面是官方資料上的錯誤接線：

Uno I2C接線：

A4 SDA (數據線)
A5 SCL（時鐘線）

官方資料的Arduno Uno 與屏幕的接線不存在問題，UNO板子上面有引出對應的I2C通信接口，同時A4\A5引腳也可以用。

3 . HX711模塊

3.1 HX711簡介

(HX711壓力傳感器模塊資料提取碼：qjy4)

HX711是一款專爲高精度電子秤而設計的24位A/D轉換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩壓電源、片內時鐘振盪器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應速度快、抗干擾性強等優點。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與後端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅動，無需對芯片內部的寄存器編程。輸入選擇開關可任意選取通道A或通道B，與其內部的低噪聲可編程放大器相連。通道A的可編程增益爲128或64，對應的滿額度差分輸入信號幅值分別爲±20mV或±40mV。通道B則爲固定的32增益，用於系統參數檢測。芯片內提供的穩壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內的A/D轉換器提供電源，系統板上無需另外的模擬電源。芯片內的時鐘振盪器不需要任何外接器件。上電自動復位功能簡化了開機的初始化過程。

3.2 HX711芯片特點

兩路可選擇差分輸入
片內低噪聲可編程放大器，可選增益爲64和128
片內穩壓電路可直接向外部傳感器和芯片內A/D轉換器提供電源
片內時鐘振盪器無需任何外接器件，必要時也可使用外接晶振或時鐘
上電自動復位電路
簡單的數字控制和串口通訊：所有控制由管腳輸入，芯片內寄存器無需編程
可選擇10Hz或80Hz的輸出數據速率
同步抑制50Hz和60Hz的電源干擾
耗電量（含穩壓電源電路）：
- 典型工作電流：1.7mA
- 斷電電流：1μA
工作電壓範圍：2.6~5.5V
工作溫度範圍：-20~+85℃
16管腳的SOP-16封裝

3.3 HX711引腳及功能

3.4 HX711應用電路

HX711芯片應用於計價秤的一個參考電路圖。該方案使用內部時鐘振盪器（XI=0），10Hz的輸出數據速率（RATE=0）。電源（2.7～5.5V）直接取用與MCU芯片相同的供電電源。通道A與傳感器相連，通道B通過片外分壓電阻（未在圖一中顯示）與電池相連，用於檢測電池電壓。

3.5 關鍵代碼

//****************************************************
//讀取HX711
//****************************************************
unsigned long HX711_Read(void)  //增益128
{
  unsigned long count; 
  unsigned char i;
  bool Flag = 0;

  digitalWrite(HX711_DT, HIGH);
  delayMicroseconds(1);

  digitalWrite(HX711_SCK, LOW);
  delayMicroseconds(1);

    count=0; 
    while(digitalRead(HX711_DT)); //INPUT , AD轉換未結束則等待，否則開始讀取
    for(i=0;i<24;i++)//24位
  { 
      digitalWrite(HX711_SCK, HIGH); //發送脈衝
    delayMicroseconds(1);
      count=count<<1;  //下降沿來時變量Count左移一位，右側補零
    digitalWrite(HX711_SCK, LOW); 
    delayMicroseconds(1);
      if(digitalRead(HX711_DT))
      count++; 
  } 
  digitalWrite(HX711_SCK, HIGH); 
  count ^= 0x800000;//第25個脈衝下降沿來時，轉換數據
  delayMicroseconds(1);
  digitalWrite(HX711_SCK, LOW); 
  delayMicroseconds(1);
  
  return(count);
}

4. 輕軌擁擠度顯示

4.1 框架圖

4.2 程序流程圖

4.3 關鍵代碼

void loop()
{

    int i ;
    unsigned int value_1;//定義value_1爲無符號整形
    int value_2,value_3,value_4;

/********************************************************/
//   Weight = Get_Weight();  //計算放在傳感器上的重物重量
//   Serial.print(float(Weight/1000),3); //串口顯示重量
//   Serial.print(" kg\n");  //顯示單位
//   Serial.print("\n");   //顯示單位
//   delay(1000);        //延時1s

/********************************************************/
     Weight = Get_Weight();  //計算放在傳感器上的重物重量
     Serial.print("壓力重量：");      
     Serial.print(Weight);  //顯示
     Serial.print("\n");   //

//     if(Weight <= 0)//設置數值範圍在0~1023,0~25之間
//     { Weight = 0; }
//     if(Weight >= 1023)
//      { Weight = 25; }

//    value_1 = random(0,25);
    value_1 = map((int)Weight,0,1023,0,50);//將壓力傳感器0~1023的數值裝換至0~50
    
    value_2 = random(52, 76);//random隨機函數，設置其他車廂的人數值爲52~76的隨機數
    value_3 = random(77, 100);
    value_4 = random(26, 51);
     Serial.print("屏幕重量："); 
     Serial.print(value_1);  //顯示
     Serial.print("\n");   //
    
//   Serial.println("ProcessMessage");
    TFTlcd.SetPage(page_id_2);//page2爲常顯示頁面

    TFTlcd.SetNumberValue(page_id_2,Num_id_1,value_1);//page2，NO.1，value1分別爲：頁面2的第一號車廂顯示value人數數值
    TFTlcd.SetNumberValue(page_id_2,Num_id_2,value_2);
    TFTlcd.SetNumberValue(page_id_2,Num_id_3,value_3);
    TFTlcd.SetNumberValue(page_id_2,Num_id_4,value_4);

    TFTlcd.SetBatteryValue(page_id_2,Bry_id_1,value_1);//NO.1
    TFTlcd.SetBatteryValue(page_id_2,Bry_id_2,value_2+1);
    TFTlcd.SetBatteryValue(page_id_2,Bry_id_3,value_3+1);
    TFTlcd.SetBatteryValue(page_id_2,Bry_id_4,value_4+1);

    delay(5000);
  
//
// data_size = TFTlcd.queue_find_cmd(cmd_buffer,CMD_MAX_SIZE);
//  
//  if(data_size>0)//receive command
//  {
//    Serial.println(data_size, HEX);
//    Serial.println(F("ProcessMessage"));
//    ProcessMessage((PCTRL_MSG)cmd_buffer, data_size);//command process
//  } 
//
//  if(update_en)
//  {
//    Serial.println(F("UpdateUI"));
//    update_en = 0;
//    delay(100);
//    UpdateUI();
//  }

  
}

參考資料

[1] HX711模塊原理圖及驅動程序

Arduino 3.5寸vLcds | Arduino I2C接口組態屏帶GPU電容觸摸屏（&HX711稱重模塊）

1. 準備工作

2 . vLcds組態屏

3 . HX711模塊

4. 輕軌擁擠度顯示

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