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libraries/HX711/HX711.cpp
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512
libraries/HX711/HX711.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,512 @@
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//
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// FILE: HX711.cpp
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// AUTHOR: Rob Tillaart
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// VERSION: 0.6.3
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// PURPOSE: Library for load cells for UNO
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// URL: https://github.com/RobTillaart/HX711_MP
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||||
// URL: https://github.com/RobTillaart/HX711
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#include "HX711.h"
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HX711::HX711()
|
||||
{
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||||
_offset = 0;
|
||||
_scale = 1;
|
||||
_gain = HX711_CHANNEL_A_GAIN_128;
|
||||
_lastTimeRead = 0;
|
||||
_mode = HX711_AVERAGE_MODE;
|
||||
_fastProcessor = false;
|
||||
_price = 0;
|
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}
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HX711::~HX711()
|
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{
|
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}
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void HX711::begin(uint8_t dataPin, uint8_t clockPin, bool fastProcessor, bool doReset)
|
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{
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_dataPin = dataPin;
|
||||
_clockPin = clockPin;
|
||||
_fastProcessor = fastProcessor;
|
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pinMode(_dataPin, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(_clockPin, OUTPUT);
|
||||
digitalWrite(_clockPin, LOW);
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if (doReset)
|
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{
|
||||
reset();
|
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}
|
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}
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void HX711::reset()
|
||||
{
|
||||
power_down();
|
||||
power_up();
|
||||
_offset = 0;
|
||||
_scale = 1;
|
||||
_gain = HX711_CHANNEL_A_GAIN_128;
|
||||
_lastTimeRead = 0;
|
||||
_mode = HX711_AVERAGE_MODE;
|
||||
_price = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
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||||
bool HX711::is_ready()
|
||||
{
|
||||
return digitalRead(_dataPin) == LOW;
|
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}
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void HX711::wait_ready(uint32_t ms)
|
||||
{
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while (!is_ready())
|
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{
|
||||
delay(ms);
|
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}
|
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}
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bool HX711::wait_ready_retry(uint8_t retries, uint32_t ms)
|
||||
{
|
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while (retries--)
|
||||
{
|
||||
if (is_ready()) return true;
|
||||
delay(ms);
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
bool HX711::wait_ready_timeout(uint32_t timeout, uint32_t ms)
|
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{
|
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uint32_t start = millis();
|
||||
while (millis() - start < timeout)
|
||||
{
|
||||
if (is_ready()) return true;
|
||||
delay(ms);
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
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///////////////////////////////////////////////////////////////
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//
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||||
// READ
|
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//
|
||||
// From datasheet page 4
|
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// When output data is not ready for retrieval,
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// digital output pin DOUT is HIGH.
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||||
// Serial clock input PD_SCK should be LOW.
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||||
// When DOUT goes to LOW, it indicates data is ready for retrieval.
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||||
// Blocking period can be long up to 400 ms in first read() call.
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||||
float HX711::read()
|
||||
{
|
||||
// this BLOCKING wait takes most time...
|
||||
while (digitalRead(_dataPin) == HIGH)
|
||||
{
|
||||
yield();
|
||||
}
|
||||
|
||||
union
|
||||
{
|
||||
int32_t value = 0;
|
||||
uint8_t data[4];
|
||||
} v;
|
||||
|
||||
// blocking part ...
|
||||
noInterrupts();
|
||||
|
||||
// Pulse the clock pin 24 times to read the data.
|
||||
// v.data[2] = shiftIn(_dataPin, _clockPin, MSBFIRST);
|
||||
// v.data[1] = shiftIn(_dataPin, _clockPin, MSBFIRST);
|
||||
// v.data[0] = shiftIn(_dataPin, _clockPin, MSBFIRST);
|
||||
v.data[2] = _shiftIn();
|
||||
v.data[1] = _shiftIn();
|
||||
v.data[0] = _shiftIn();
|
||||
|
||||
// TABLE 3 page 4 datasheet
|
||||
//
|
||||
// CLOCK CHANNEL GAIN m
|
||||
// ------------------------------------
|
||||
// 25 A 128 1 // default
|
||||
// 26 B 32 2
|
||||
// 27 A 64 3
|
||||
//
|
||||
// only default 128 verified,
|
||||
// selection goes through the set_gain(gain)
|
||||
//
|
||||
uint8_t m = 1;
|
||||
if (_gain == HX711_CHANNEL_A_GAIN_128) m = 1;
|
||||
else if (_gain == HX711_CHANNEL_A_GAIN_64) m = 3;
|
||||
else if (_gain == HX711_CHANNEL_B_GAIN_32) m = 2;
|
||||
|
||||
while (m > 0)
|
||||
{
|
||||
// delayMicroSeconds(1) is needed for fast processors
|
||||
// T2 >= 0.2 us
|
||||
digitalWrite(_clockPin, HIGH);
|
||||
if (_fastProcessor) delayMicroseconds(1);
|
||||
digitalWrite(_clockPin, LOW);
|
||||
// keep duty cycle ~50%
|
||||
if (_fastProcessor) delayMicroseconds(1);
|
||||
m--;
|
||||
}
|
||||
|
||||
interrupts();
|
||||
// yield();
|
||||
|
||||
// SIGN extend
|
||||
if (v.data[2] & 0x80) v.data[3] = 0xFF;
|
||||
|
||||
_lastTimeRead = millis();
|
||||
return 1.0 * v.value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::read_average(uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
if (times < 1) times = 1;
|
||||
float sum = 0;
|
||||
for (uint8_t i = 0; i < times; i++)
|
||||
{
|
||||
sum += read();
|
||||
yield();
|
||||
}
|
||||
return sum / times;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::read_median(uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
if (times > 15) times = 15;
|
||||
if (times < 3) times = 3;
|
||||
float samples[15];
|
||||
for (uint8_t i = 0; i < times; i++)
|
||||
{
|
||||
samples[i] = read();
|
||||
yield();
|
||||
}
|
||||
_insertSort(samples, times);
|
||||
if (times & 0x01) return samples[times/2];
|
||||
return (samples[times/2] + samples[times/2 + 1]) / 2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::read_medavg(uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
if (times > 15) times = 15;
|
||||
if (times < 3) times = 3;
|
||||
float samples[15];
|
||||
for (uint8_t i = 0; i < times; i++)
|
||||
{
|
||||
samples[i] = read();
|
||||
yield();
|
||||
}
|
||||
_insertSort(samples, times);
|
||||
float sum = 0;
|
||||
// iterate over 1/4 to 3/4 of the array
|
||||
uint8_t count = 0;
|
||||
uint8_t first = (times + 2) / 4;
|
||||
uint8_t last = times - first - 1;
|
||||
for (uint8_t i = first; i <= last; i++) // !! include last one too
|
||||
{
|
||||
sum += samples[i];
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
return sum / count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::read_runavg(uint8_t times, float alpha)
|
||||
{
|
||||
if (times < 1) times = 1;
|
||||
if (alpha < 0) alpha = 0;
|
||||
if (alpha > 1) alpha = 1;
|
||||
float val = read();
|
||||
for (uint8_t i = 1; i < times; i++)
|
||||
{
|
||||
val += alpha * (read() - val);
|
||||
yield();
|
||||
}
|
||||
return val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// MODE
|
||||
//
|
||||
void HX711::set_raw_mode()
|
||||
{
|
||||
_mode = HX711_RAW_MODE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void HX711::set_average_mode()
|
||||
{
|
||||
_mode = HX711_AVERAGE_MODE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void HX711::set_median_mode()
|
||||
{
|
||||
_mode = HX711_MEDIAN_MODE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void HX711::set_medavg_mode()
|
||||
{
|
||||
_mode = HX711_MEDAVG_MODE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// set_run_avg will use a default alpha of 0.5.
|
||||
void HX711::set_runavg_mode()
|
||||
{
|
||||
_mode = HX711_RUNAVG_MODE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
uint8_t HX711::get_mode()
|
||||
{
|
||||
return _mode;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::get_value(uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
float raw;
|
||||
switch(_mode)
|
||||
{
|
||||
case HX711_RAW_MODE:
|
||||
raw = read();
|
||||
break;
|
||||
case HX711_RUNAVG_MODE:
|
||||
raw = read_runavg(times);
|
||||
break;
|
||||
case HX711_MEDAVG_MODE:
|
||||
raw = read_medavg(times);
|
||||
break;
|
||||
case HX711_MEDIAN_MODE:
|
||||
raw = read_median(times);
|
||||
break;
|
||||
case HX711_AVERAGE_MODE:
|
||||
default:
|
||||
raw = read_average(times);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
return raw - _offset;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::get_units(uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
float units = get_value(times) * _scale;
|
||||
return units;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// GAIN
|
||||
//
|
||||
// note: if parameter gain == 0xFF40 some compilers
|
||||
// will map that to 0x40 == HX711_CHANNEL_A_GAIN_64;
|
||||
// solution: use uint32_t or larger parameters everywhere.
|
||||
// note that changing gain/channel may take up to 400 ms (page 3)
|
||||
bool HX711::set_gain(uint8_t gain, bool forced)
|
||||
{
|
||||
if ( (not forced) && (_gain == gain)) return true;
|
||||
switch(gain)
|
||||
{
|
||||
case HX711_CHANNEL_B_GAIN_32:
|
||||
case HX711_CHANNEL_A_GAIN_64:
|
||||
case HX711_CHANNEL_A_GAIN_128:
|
||||
_gain = gain;
|
||||
read(); // next user read() is from right channel / gain
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
return false; // unchanged, but incorrect value.
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
uint8_t HX711::get_gain()
|
||||
{
|
||||
return _gain;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// TARE
|
||||
//
|
||||
void HX711::tare(uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
_offset = read_average(times);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::get_tare()
|
||||
{
|
||||
return -_offset * _scale;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
bool HX711::tare_set()
|
||||
{
|
||||
return _offset != 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// CALIBRATION (tare see above)
|
||||
//
|
||||
bool HX711::set_scale(float scale)
|
||||
{
|
||||
if (scale == 0) return false;
|
||||
_scale = 1.0 / scale;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
float HX711::get_scale()
|
||||
{
|
||||
return 1.0 / _scale;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void HX711::set_offset(int32_t offset)
|
||||
{
|
||||
_offset = offset;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
int32_t HX711::get_offset()
|
||||
{
|
||||
return _offset;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// assumes tare() has been set.
|
||||
void HX711::calibrate_scale(float weight, uint8_t times)
|
||||
{
|
||||
_scale = weight / (read_average(times) - _offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// POWER MANAGEMENT
|
||||
//
|
||||
void HX711::power_down()
|
||||
{
|
||||
// at least 60 us HIGH
|
||||
digitalWrite(_clockPin, HIGH);
|
||||
delayMicroseconds(64);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void HX711::power_up()
|
||||
{
|
||||
digitalWrite(_clockPin, LOW);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// RATE PIN - works only if rate pin is exposed.
|
||||
//
|
||||
void HX711::set_rate_pin(uint8_t pin)
|
||||
{
|
||||
_ratePin = pin;
|
||||
pinMode(_ratePin, OUTPUT);
|
||||
set_rate_10SPS();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void HX711::set_rate_10SPS()
|
||||
{
|
||||
_rate = 10;
|
||||
digitalWrite(_ratePin, LOW);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void HX711::set_rate_80SPS()
|
||||
{
|
||||
_rate = 80;
|
||||
digitalWrite(_ratePin, HIGH);
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint8_t HX711::get_rate()
|
||||
{
|
||||
return _rate;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// MISC
|
||||
//
|
||||
uint32_t HX711::last_time_read()
|
||||
{
|
||||
return _lastTimeRead;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
//
|
||||
// PRIVATE
|
||||
//
|
||||
void HX711::_insertSort(float * array, uint8_t size)
|
||||
{
|
||||
uint8_t t, z;
|
||||
float temp;
|
||||
for (t = 1; t < size; t++)
|
||||
{
|
||||
z = t;
|
||||
temp = array[z];
|
||||
while( (z > 0) && (temp < array[z - 1] ))
|
||||
{
|
||||
array[z] = array[z - 1];
|
||||
z--;
|
||||
}
|
||||
array[z] = temp;
|
||||
yield();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// MSB_FIRST optimized shiftIn
|
||||
// see datasheet page 5 for timing
|
||||
uint8_t HX711::_shiftIn()
|
||||
{
|
||||
// local variables are faster.
|
||||
uint8_t clk = _clockPin;
|
||||
uint8_t data = _dataPin;
|
||||
uint8_t value = 0;
|
||||
uint8_t mask = 0x80;
|
||||
while (mask > 0)
|
||||
{
|
||||
digitalWrite(clk, HIGH);
|
||||
// T2 >= 0.2 us
|
||||
if(_fastProcessor) delayMicroseconds(1);
|
||||
if (digitalRead(data) == HIGH)
|
||||
{
|
||||
value |= mask;
|
||||
}
|
||||
digitalWrite(clk, LOW);
|
||||
// keep duty cycle ~50%
|
||||
if(_fastProcessor) delayMicroseconds(1);
|
||||
mask >>= 1;
|
||||
}
|
||||
return value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// -- END OF FILE --
|
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