STM32+HX711+OLED 称重系统实物开发完整教程

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一、教程概述

        本教程专为嵌入式入门者及实物开发爱好者设计，详细讲解如何使用 STM32F103C8T6 单片机驱动 HX711 称重模块、I2C 接口 OLED 屏幕，实现重量数据的高精度采集、实时显示。全程基于实物开发，步骤清晰、重点标注接线细节与避坑指南，代码模块化设计可直接复制使用，兼顾理论与实操，适合作为入门实战项目、课程设计或小型称重设备开发参考。

核心功能：

  1. HX711 24 位 ADC 高精度采集，支持 128 倍增益（CH-A 通道），适配主流 4 线制称重传感器；
  2. 上电自校准；
  3. 多重数据滤波，有效抑制实物环境中的信号干扰，减少重量波动；
  4. OLED 屏幕中文显示，包含重量值（单位：g）；
  5. 适配 5V/3.3V 供电场景，硬件接线简洁，无需复杂外设。

二、必备软硬件工具

（一）硬件清单（实物）

元件名称 规格参数 数量 功能说明
STM32 单片机 STM32F103C8T6（最小系统板） 1 块 核心控制单元，处理传感器数据并驱动 OLED
HX711 称重模块 通用款（支持 CH-A/CH-B 通道） 1 块 放大称重传感器信号，24 位 AD 转换输出
称重传感器 4 线制电阻应变片（如 500g/1kg/5kg） 1 个 感知压力，输出 mV 级差分电压信号
OLED 屏幕（128×64） I2C 接口（0.96 英寸 ） 1 块 低功耗显示重量数据与操作提示
杜邦线 公对母 / 公对公 若干 元件之间接线连接
电源适配器 5V/1A（USB 接口或直流电源） 1 个 为整个系统供电（STM32 最小系统板 5V 输入）
标准砝码 已知精确重量（如 500g/1kg） 1 套 用于校准称重系统精度

（二）软件工具

软件名称 版本要求 核心用途 下载渠道
Keil uVision5 任意稳定版本 编写 C 语言程序、生成.hex 文件 官网（需安装 STM32F1 系列编译器）
STM32CubeMX 6.0 及以上 快速配置 STM32 时钟、GPIO、I2C 外设 ST 意法半导体官网免费下载
STM32 串口烧录工具 FlyMcu/STM32 ST-LINK Utility 1 个 将.hex 文件烧录到 STM32 单片机 官网或开源软件平台
万用表 基础款（支持电压 / 通断测量） 1 个 调试接线、测量电压是否正常（可选但推荐） 线下门店或电商平台

三、核心元件详细介绍

（一）HX711 称重模块（核心采集单元）

HX711 是专为称重传感器设计的高精度 AD 转换模块，内置低噪声放大器、稳压电路和数字滤波功能，无需额外配置即可直接与 STM32 和称重传感器对接，核心参数如下：

  • ADC 性能：24 位差分输入 ADC，有效精度 22 位，分辨率可达 1LSB，满足高精度称重需求；
  • 增益选择：CH-A 通道支持 128/64 倍增益，CH-B 通道支持 32 倍增益（本教程用 CH-A 128 倍增益）；
  • 通信方式：双线串行通信（DOUT 数据输出 + SCK 时钟输入），仅需 2 个 GPIO 引脚即可驱动，无需 I2C/SPI 外设；
  • 供电电压：2.6V~5.5V（实物推荐与 STM32 共 5V 供电，避免电压不足导致信号失真）；
  • 采样率：10Hz（128 倍增益），适用于静态称重（如物体放置稳定后读数）；
  • 接口定义（模块正面引脚从左到右）：
    引脚名称 功能描述 实物接线注意事项
    VCC 电源正极 接 5V（与 STM32 最小系统板共电），不可接反
    GND 电源地 必须与 STM32、OLED、称重传感器共地
    DOUT 数字数据输出引脚 连接 STM32 的 GPIO 输入引脚（如 PB0）
    SCK 时钟输入引脚 连接 STM32 的 GPIO 输出引脚（如 PB1）
    A+ CH-A 通道正输入端 连接称重传感器的信号正输出端（如绿线）
    A- CH-A 通道负输入端 连接称重传感器的信号负输出端（如白线）
    B+ CH-B 通道正输入端（备用） 悬空或接其他传感器（本教程不用）
    B- CH-B 通道负输入端（备用） 悬空或接其他传感器（本教程不用）

（二）称重传感器（4 线制）

常用 4 线制电阻应变片传感器，核心由应变片、弹性体组成，受力后输出微弱差分电压（mV 级），需通过 HX711 放大后才能采集，引脚定义（默认配色，不同品牌可能有差异，需参考传感器手册）：

引脚颜色 功能描述 连接对象
红色 电源正极（VCC） HX711 的 VCC 引脚
黑色 电源地（GND） HX711 的 GND 引脚
绿色 信号正输出（S+） HX711 的 A + 引脚
白色 信号负输出（S-） HX711 的 A - 引脚

（三）其他关键元件

  • OLED12864：仅需 SDA（数据线）和 SCL（时钟线）两根线通信，实物默认 I2C 地址为 0x78（部分为 0x7A，可通过程序修改），供电支持 3.3V（直接接 STM32 的 3.3V）；

四、硬件接线步骤（实物关键！）

接线原则

  1. 共地优先：所有元件（STM32、HX711、OLED、传感器）的 GND 必须连接到一起，否则会出现数据乱码、称重不准甚至无响应；
  2. 电压匹配：HX711 接 5V，OLED 接 3.3V（STM32 最小系统板通常有 3.3V 输出引脚），称重传感器电源由 HX711 提供（红黑线接 HX711 的 VCC/GND）；
  3. 信号线远离干扰：HX711 与传感器的连接线（绿线、白线）尽量短，避免与电机、继电器等强干扰元件靠近，必要时用屏蔽线；
  4. 接线顺序：先接电源和地，再接信号线，最后接按键，避免接错导致元件烧毁。

详细接线表（STM32F103C8T6 引脚定义）

元件模块 元件引脚 连接对象（STM32 引脚） 备注说明
STM32 最小系统板 VIN（电源输入） 5V 电源适配器 为 STM32 供电，部分板标注 “5V”
STM32 最小系统板 GND（地） 所有元件的 GND 共地核心，必须可靠连接
STM32 最小系统板 3.3V（输出） OLED 的 VCC 引脚 为 OLED 提供 3.3V 电源
HX711 模块 VCC STM32 最小系统板 5V HX711 推荐 5V 供电，稳定性更好
HX711 模块 GND STM32 的 GND 共地
HX711 模块 DOUT PA1（GPIO 输入） 数据输入，配置为浮空输入
HX711 模块 SCK PA0（GPIO 输出） 时钟输出，推挽输出模式
HX711 模块 A+ 称重传感器绿色线 信号正输出，不可接反
HX711 模块 A- 称重传感器白色线 信号负输出，不可接反
称重传感器 红色线 HX711 的 VCC 传感器电源由 HX711 提供
称重传感器 黑色线 HX711 的 GND 传感器与 HX711 共地
OLED 屏幕 VCC STM32 的 3.3V OLED 不可接 5V，否则烧毁
OLED 屏幕 GND STM32 的 GND 共地
OLED 屏幕 SDA PB7（I2C1_SDA） I2C 数据线，复用功能
OLED 屏幕 SCL PB6（I2C1_SCL） I2C 时钟线，复用功能

接线实物图提示（文字描述）

  • STM32 最小系统板居中，左侧连接 HX711 模块（DOUT→PA1、SCK→PA0），HX711 再连接称重传感器（红→VCC、黑→GND、绿→A+、白→A-）；
  • STM32 右侧连接 OLED 屏幕（SDA→PB7、SCL→PB6），OLED 接 3.3V 和 GND；

五、STM32 程序编写（STM32CubeMX+Keil5）

1. STM32CubeMX 配置（快速初始化外设）

（1）新建 CubeMX 项目
  1. 打开 STM32CubeMX，点击「File」→「New Project」，搜索 “STM32F103C8T6”，选中后点击「Start Project」；
  2. 配置时钟树：
    • 点击「RCC」，选择「HSE」为「Crystal/Ceramic Resonator」（外部晶振）；
    • 点击「Clock Configuration」，设置 HCLK 为 72MHz（STM32F103 最大主频），时钟树路径：HSE（8MHz）→ PLL（×9）→ SYSCLK（72MHz）→ HCLK（72MHz），点击「OK」；
  3. 配置 GPIO（ HX711+OLED）：
    • PB6与PB7均设置成输出模式「Push Pull」（推挽输出），速度「Low」；
    • 按键 K2（PA1）：「GPIO_Input」，命名为 “KEY_TARE”，输入模式「Floating」；
    • HX711_SCK（PA0）：「GPIO_Output」，命名为 “HX711_SCK”，输出模式「Push Pull」（推挽输出），速度「Low」；
    • HX711_DOUT（PA1）：「GPIO_Input」，命名为 “HX711_DOUT”，输入模式「Floating」；
  4. 生成代码：
    • 点击「Project Manager」，设置项目名称（如 “STM32_HX711_OLED_HW”）、保存路径，「Toolchain/IDE」选择「MDK-ARM」；
    • 点击「Generate Code」，生成 Keil 工程，完成后关闭 CubeMX。

2. Keil5 完善程序（添加驱动代码）

（1）编写 OLED 驱动代码（支持中文显示）
1.oed.c(部分)
/**
  * @brief  OLED显示字符串
  * @param  Line 行位置
  * @param  Column 列位置
  * @param  Fontsize 字体大小
  * @param  String 显示字符串，
  * @retval 无
  */
#include <string.h>
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, uint16_t Fontsize, const char* String)
{
	uint8_t i, len;
	len = strlen(String);
	
	for(i=0; i<len; i++) {
		switch(Fontsize) {
			case 8:OLED_ShowChar(Line, Column+i*6, Fontsize, String[i]);
			break;
			case 16:OLED_ShowChar(Line, Column+i*8, Fontsize, String[i]);
			break;
			case 24:OLED_ShowChar(Line, Column+i*12, Fontsize, String[i]);
			break;
		}
	}
}

/**
  * @brief  OLED显示汉字
  * @param  Line 行位置
  * @param  Column 列位置
  * @param  Chinese 显示字符串，
  * @retval 无
  */
void OLED_ShowChinese(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t Chinese)
{
	uint8_t i, j;
	
	for(i=0; i<2; i++) {
		OLED_SetCursor(Line+i, Column);	//循环2次显示上/下半部分内容	
		for (j=0; j<16; j++) {//字宽为16
			OLED_Write_Data(Chinese_16x16[Chinese][j+i*16]);			
		}
	}
}
2.oled.h
/**
 ****************************************************************************************************
 * @file        oled.h
 * @author      送外卖的工程师
 * @version     V1.0
 * @date        2025-11-23
 * @brief       0.96寸 4针OLED驱动代码
 ****************************************************************************************************
 * @attention
 *
 * 实验平台:STM32F103C8T6
 *     CSDN:送外卖的工程师
 * 技术指导VX:wmz14026
 * 淘宝店铺:小马科技
 * 闲鱼店铺:送外卖的工程师
 *
 * 修改说明
 * V1.0.0.251123
 * 第一次发布
 * 注：长期接各种项目设计，提供仿真、实物、原理图、PCB、代码工程、后期指导、操作视频、
   说明文档、各种报告、后期指导等。
 ****************************************************************************************************
 */
#ifndef _OLED_H_
#define _OLED_H_

#include "stm32f1xx_hal.h"
//SCL引脚
#define OLED_SCL_Pin                                GPIO_PIN_6
#define OLED_SCL_GPIO_Port                          GPIOB
//SDA引脚
#define OLED_SDA_Pin                                GPIO_PIN_7
#define OLED_SDA_GPIO_Port                          GPIOB

#define IIC_W_SCL(x)    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, OLED_SCL_Pin,(GPIO_PinState)(x))
#define IIC_W_SDA(x)    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, OLED_SDA_Pin,(GPIO_PinState)(x))
#define IIC_R_SDA()     HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, OLED_SDA_Pin)

void OLED_Write_Command(uint8_t Command);
void OLED_Write_Data(uint8_t Data);
void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_Test(void);
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X);
#endif
（2）编写 HX711 驱动代码
1.HX711.c(部分)
unsigned long HX711_GetData(void)
{
		unsigned long Count;
		unsigned char i;
    uint32_t cont = 1;
		HX711_SCK_L;
	  delay_us(1);
		Count=0;
		while(HX711_DT && cont++);
		for (i=0;i<24;i++)
	 {
				HX711_SCK_H;
				delay_us(1);
				Count=Count<<1;
				HX711_SCK_L;
				delay_us(1);
				if(HX711_DT) Count++;
		}
		HX711_SCK_H;
		delay_us(1);
		Count=Count^0x800000;
		HX711_SCK_L;
		delay_us(1);
		
		return(Count);
}
2.HX711.h
/**
 ****************************************************************************************************
 * @file        hx711.h
 * @author      送外卖的工程师
 * @version     V1.0
 * @date        2025-12-04
 * @brief       称重传感器驱动代码
 ****************************************************************************************************
 * @attention
 *
 * 实验平台:STM32F103C8T6
 *     CSDN:送外卖的工程师
 * 技术指导VX:wmz14026
 * 淘宝店铺:小马科技
 * 闲鱼店铺:送外卖的工程师
 *
 * 修改说明
 * V1.0.0.251204
 * 第一次发布
 * 注：长期接各种项目设计，提供仿真、实物、原理图、PCB、代码工程、后期指导、操作视频、
   说明文档、各种报告、后期指导等。
 ****************************************************************************************************
 */
#ifndef __HX711_H
#define	__HX711_H
#include "stm32f1xx_hal.h"



/***************根据自己需求更改****************/
// HX711 GPIO宏定义
#define HX711_SCL_Pin                                GPIO_PIN_0
#define HX711_SCL_GPIO_Port                          GPIOA
#define HX711_DT_Pin                                GPIO_PIN_1
#define HX711_DT_GPIO_Port                          GPIOA
/*********************END**********************/

#define HX711_SCK_H				HAL_GPIO_WritePin(HX711_SCL_GPIO_Port, HX711_SCL_Pin,GPIO_PIN_SET);
#define HX711_SCK_L				HAL_GPIO_WritePin(HX711_SCL_GPIO_Port, HX711_SCL_Pin,GPIO_PIN_RESET);

#define HX711_DT                HAL_GPIO_ReadPin(HX711_DT_GPIO_Port,HX711_DT_Pin)



void HX711_Init(void);
unsigned long HX711_GetData(void);

#endif /* __ADC_H */

六、实验现象

        初始化上电时，保证秤盘空载，上电时会进行自校准，等待屏幕上显示称重数据，则可以开始进行称重，会显示当前物品重量，单位为g。

七、总结

本教程基于 STM32F103C8T6 实现了完整的实物称重系统，核心亮点在于：

  1. 硬件简洁可靠：仅需1 块 OLED、1 个 HX711 模块和称重传感器，接线清晰，成本较低；
  2. 软件模块化：HX711 驱动、OLED 显示、代码易读、易修改，可直接移植到其他 STM32 型号；
  3. 功能实用：支持中文显示直观，称重自校准，滤波算法有效抑制干扰，满足日常高精度称重需求；
  4. 避坑指南详尽：针对实物开发中常见的接线错误、电源干扰、校准失败等问题，提供具体排查方法，新手也能快速上手。