Arduino 3.5寸vLcds | Arduino I2C接口组态屏带GPU电容触摸屏（&HX711称重模块）

这个实验主要是将HX711称重模块检测到的数据，通过单片机显示在3.5寸LCD屏幕上。

1. 准备工作

1.1 硬 件：

• Arduino x 1
• hx711 称重传感器 x 1
• 3.5寸LCD屏幕 x 1

1.2 软 件：

• Arduino IDE（开发环境）
• VisualLcds (UI设计)

2 . vLcds组态屏

2.1 什么是3.5寸vLcds HMI 组态屏？

官方资料下载
网盘资料下载 提取码：qz6i
(资料文件夹中打开：vLCD_I2C_Package\说明文档\vLcds I2C接口显示屏入门指南)

人机界面（HMI）产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数道据存贮单元等，其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高 低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。

HMI软件一般分为两部分，即运行于内HMI硬件中的 系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工容程文件 ”，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。

2.2 Visual Lcd Studio 介绍

Visual Lcd Studio 软件是用于TFT显示模块UI设计的PC应用工具，适合和各种尺寸的LCD屏幕。分别支持URAT,SPI,I2C,RS485接口屏的UI设计和命令测试。工具栏包含多种控件，方便用户快速开发和应用。

软件工具的模块有：

• 编辑栏：UI设计的编辑工具
• 工具栏： 各种控件工具
• 控件属性：控件属性的编辑栏
• 界面编辑： 界面编辑区域
• 页面列表：编辑页面列表
• 图片列表：导入图片的列表，用于UI设计（可以导入PS设计好的图片）
• 编译输出：编译工程的输出窗口

2.3 LCD屏幕显示温度实例

以温度page页面，显示温度变量为例。

• 新建组态屏项目设计UI ，注意ID设置
  
• 关键函数

TFTlcd.SetThermometerValue(page_Id,9,value);

• page_Id ：屏幕页面的 page_Id
• 9 ： 控件_Id
• value ： 温度变量

2.4 关键代码

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：以官方资料为准。若出现按照官方资料中的示例设计屏幕UI、单片机源程序编译\下载都没有问题，屏幕仍然不能显示传感器数据的问题，试一试检查线路连接的问题，说明单片机和屏幕通过I2C通信有问题。

补充：卖家的资料里面关于I2C引脚接线出了问题，难怪我之前测试的时候，屏幕上老是显示不了传感器变量数据，原来是是因为arduino 单片机 I2C接线出了问题，导致屏幕与单片机没有进行通信。资料上面的接线如下：

Nano I2C 接线：

• A4 SDA (数据线)
• A5 SCL（时钟线）

下面是官方资料上的错误接线：

Uno I2C接线：

• A4 SDA (数据线)
• A5 SCL（时钟线）

官方资料的Arduno Uno 与屏幕的接线不存在问题，UNO板子上面有引出对应的I2C通信接口，同时A4\A5引脚也可以用。

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3 . HX711模块

3.1 HX711简介

(HX711压力传感器模块资料 提取码：qjy4)

HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的32增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

3.2 HX711芯片特点

• 两路可选择差分输入

• 片内低噪声可编程放大器，可选增益为64和128

• 片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D转换器提供电源

• 片内时钟振荡器无需任何外接器件，必要时也可使用外接晶振或时钟

• 上电自动复位电路

• 简单的数字控制和串口通讯：所有控制由管脚输入，芯片内寄存器无需编程

• 可选择10Hz或80Hz的输出数据速率

• 同步抑制50Hz和60Hz的电源干扰

• 耗电量（含稳压电源电路）：

  • 典型工作电流：1.7mA
  • 断电电流：1μA

• 工作电压范围：2.6~5.5V

• 工作温度范围：-20~+85℃

• 16管脚的SOP-16封装

3.3 HX711引脚及功能

3.4 HX711应用电路

HX711芯片应用于计价秤的一个参考电路图。该方案使用内部时钟振荡器（XI=0），10Hz的输出数据速率（RATE=0）。电源（2.7～5.5V）直接取用与MCU芯片相同的供电电源。通道A与传感器相连，通道B通过片外分压电阻（未在图一中显示）与电池相连，用于检测电池电压。

3.5 关键代码

//****************************************************
//读取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转换未结束则等待，否则开始读取
    for(i=0;i<24;i++)//24位
  { 
      digitalWrite(HX711_SCK, HIGH); //发送脉冲
    delayMicroseconds(1);
      count=count<<1;  //下降沿来时变量Count左移一位，右侧补零
    digitalWrite(HX711_SCK, LOW); 
    delayMicroseconds(1);
      if(digitalRead(HX711_DT))
      count++; 
  } 
  digitalWrite(HX711_SCK, HIGH); 
  count ^= 0x800000;//第25个脉冲下降沿来时，转换数据
  delayMicroseconds(1);
  digitalWrite(HX711_SCK, LOW); 
  delayMicroseconds(1);
  
  return(count);
}

4. 轻轨拥挤度显示

4.1 框架图

4.2 程序流程图

4.3 关键代码

void loop()
{

    int i ;
    unsigned int value_1;//定义value_1为无符号整形
    int value_2,value_3,value_4;

/********************************************************/
//   Weight = Get_Weight();  //计算放在传感器上的重物重量
//   Serial.print(float(Weight/1000),3); //串口显示重量
//   Serial.print(" kg\n");  //显示单位
//   Serial.print("\n");   //显示单位
//   delay(1000);        //延时1s

/********************************************************/
     Weight = Get_Weight();  //计算放在传感器上的重物重量
     Serial.print("压力重量：");      
     Serial.print(Weight);  //显示
     Serial.print("\n");   //

//     if(Weight <= 0)//设置数值范围在0~1023,0~25之间
//     { Weight = 0; }
//     if(Weight >= 1023)
//      { Weight = 25; }

//    value_1 = random(0,25);
    value_1 = map((int)Weight,0,1023,0,50);//将压力传感器0~1023的数值装换至0~50
    
    value_2 = random(52, 76);//random随机函数，设置其他车厢的人数值为52~76的随机数
    value_3 = random(77, 100);
    value_4 = random(26, 51);
     Serial.print("屏幕重量："); 
     Serial.print(value_1);  //显示
     Serial.print("\n");   //
    
//   Serial.println("ProcessMessage");
    TFTlcd.SetPage(page_id_2);//page2为常显示页面

    TFTlcd.SetNumberValue(page_id_2,Num_id_1,value_1);//page2，NO.1，value1分别为：页面2的第一号车厢显示value人数数值
    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();
//  }

  
}

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参考资料

• [1] HX711模块原理图及驱动程序