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简介：这是一份基于嘉立创EDA V1.0绘制的电子秤原理图设计文件，面向电子工程技术人员、单片机开发者与电子设计爱好者，尤其适合需要搭建电子秤硬件电路的初学者或项目开发者参考。PDF内集中呈现完整原理图，清晰标出矩阵键盘、STC8H8K64U单片机、蜂鸣器、ADC模数转换采集、烧写引脚以及12864 LCD显示屏的连接关系与外围电路，同时保留版本、创建日期、物料编码等设计信息，能够帮助读者快速理解各模块如何协同完成称重数据采集、处理与显示。资源包内含单个PDF文件，压缩后约172KB，轻量便捷，便于直接查看或打印。目前已有398人浏览学习，适用于教学演示、课程设计、项目开发及产品预研等场景。通过研读此图，可重点掌握MCU最小系统搭建、按键矩阵扫描、ADC采样通道、LCD接口时序和蜂鸣器驱动等实用要点，并据此开展元件选型与硬件调试，为后续PCB布局与程序编写打下基础。

1. 嘉立创EDA V1.0原理图：一张电子秤图纸里的完整链路

做电子产品的都知道，原理图是最不能含糊的地方——尤其是电子秤这种天生跟“弱信号”打交道的设备。传感器输出只有毫伏级，放大、采集、供电稍微接错一个引脚，板上就是数个小时的玄学排查。这篇笔记就把「嘉立创EDA V1.0原理图-电子秤电路设计与实现」从头拆到尾：从应变片电桥怎么算，到 HX711 怎么接，再到原理图里哪些坑翻车率最高。适合正准备用嘉立创EDA V1.0画第一块称重板的同学，也适合做小批量产品想快速出图的开发者。读完之后，你至少能手不抖地把一张能送去打样的电子秤原理图画出来，并且清楚每一项参数为什么这样设。

2. 电子秤测量链路与器件选型：电桥、放大器和ADC凭什么这么配

2.1 称重传感器与惠斯通电桥：毫伏级信号是怎么产生的

电子秤能称重，核心不是“秤盘”而是称重传感器。最常见的方案是四片应变片贴成惠斯通电桥，受力后应变片阻值变化，电桥失衡，输出差分电压。这个电压非常小，小到什么程度？传感器厂家会给出灵敏度参数，常用值是 2.0mV/V，意思是每加 1V 激励电压、满量程负载下，输出 2mV 差分电压。

假设量程 5kg、灵敏度 2mV/V、激励 5V，满量程输出就是 2×5=10mV。这个电压直接进单片机 ADC 是没法用的——普通单片机量程通常是 0~3.3V，10mV 只占千分之三不到，分辨率根本撑不起克级精度。所以中间必须加一级放大器。

我一般做电子秤电路时，会先把这张表贴在工程文档里，后面画原理图照着线色拉线，避免把 S+ 和 S- 接反。接反不会立刻烧东西，但校准曲线就变成负斜率了，软件白忙活半天。

2.2 放大与采集：仪表放大器和24位ADC怎么选

放大差分毫伏信号，优先选仪表放大器而不是普通运放。仪表放大器天生就是给这种场景用的：高共模抑制比、低失调、差分输入，一颗芯片搞定。常见的电路方案有两类：

第一类是用专用称重ADC芯片，比如 HX711。它的内部就集成了低噪声放大器和 24 位 ADC，增益通过外围电阻配置为 32、64 或 128 倍。好处是外围元件极少，板子可以画得很小，而且时钟、数据只需要两根线跟单片机通信，软件驱动也非常成熟。

第二类是用独立仪表放大器（比如常见的 INA128 这类）+ 独立 24 位 ADC。这种方案更灵活，增益带宽、采样率都可以自己调，适合做工业称重、高精度天平。但对多数桌面电子秤、小批量产品来说，属于杀鸡用牛刀，而且布线难度高一截。

我倾向的方案很明确：做单品电子秤，用 HX711。理由有三个。第一是它的集成度，电桥的差分信号直接进 IN+ 和 IN-，芯片内部搞定放大和模数转换，原理图少画七八个元件。第二是它的功耗很低，电池供电的秤也扛得住。第三是价格和采购渠道都成熟，打样和生产都省心。

HX711 还有一个关键点：它的模拟电源 AVDD 和数字电源 DVDD 是分开的，且增益是由外部反馈电阻决定的。设计时一般让 AVDD=5V，DVDD=3.3V，两路电源之间用电感或磁珠隔离，芯片的 VFB 和 FB 引脚接一只精密电阻到 AVDD，这只电阻的阻值直接决定内部放大器的增益。选电阻时注意精度，别用普通 5% 碳膜电阻，噪声会直接体现在称重跳动上。

2.3 供电与显示：稳压、LCD和按键的基本接法

电子秤的供电设计比想象中重要。传感器激励要稳，参考电压要稳，HX711 的模拟供电更要稳。常见做法是外部提供 5V（USB 或锂电池经升压），再用线性稳压芯片给数字部分供 3.3V。模拟部分的 AVDD 可以用 5V 直接进，但一定要做好滤波：AVDD 引脚放 10μF 钽电容 + 0.1μF 陶瓷电容并联，而且电容尽量靠近引脚，距离不超过 3mm。

显示部分我一般用 I2C 接口的 OLED 或 LCD1602。LCD1602 的背光电流不小，驱动引脚别直接怼在单片机上，用一个三极管或 MOSFET 管作开关。按键就简单了，三个按键配 10kΩ 上拉电阻，分别做去皮、单位切换、开机。注意按键的 GND 和 HX711 的 AGND 最终要单点连接，不能用一根长线把两个地串在一起。

数字部分的 MCU 选型就比较自由了。用最便宜的 8 位单片机就能跑起来，因为 HX711 只需要两个 GPIO。但如果你还要做充电管理、蓝牙上报、按键背光联动，建议直接上 Cortex-M 系列，理由不是算力，而是开发工具链和库函数成熟，省时间。

3. 用嘉立创EDA V1.0建工程与放元件：从空白到网络标签

3.1 建工程与工程结构：原理图、PCB、BOM从哪看

不管你用嘉立创EDA V1.0的哪个版本，建工程这件事基本是统一入口。打开软件后，从“新建工程”开始，输入工程名（比如“电子秤电路V1.0”），软件会自动帮你生成一个工程树，里面至少包含一个原理图文档和一个 PCB 文档。BOM 表一般不是独立文件，而是从原理图菜单里导出生成的。

我自己的操作顺序是这样的：

1. 新建工程，名称按“产品名_v1.0_日期”来写，方便后面反复改版。
2. 在工程树上把原理图重命名，别用默认的 Sheet1，改成“主控板_原理图”。
3. 先把页面大小设成 A3 或 A2，电子秤电路元件数量大约三四十颗，A4 会挤得很难布。
4. 打开原理图编辑器，按“G”键确认网格设置，我习惯用 0.254mm（10mil）的捕获网格。

嘉立创EDA V1.0 的工程树是典型的左栏树状结构，原理图、PCB、BOM 都在同一个工程下，换文件不需要来回切换。这个设计对画原理图特别友好，因为你要随时回到原理图去查网络标号、看封装。

3.2 搜索与放置元件：库搜索、属性继承和封装坑

放置元件是新手摔得最狠的一步。很多人直接搜索“电阻”然后随手点一个放置，画完原理图才发现电阻封装默认是 0603，而自己手头只有直插元件。所以在放置第一个元件之前，先把“封装”这件事定下来。

在嘉立创EDA V1.0里，放置元件的常见路径是右侧面板的元件库搜索：

1. 搜索框输入“HX711”，确认器件的封装是 SOP-16 或类似的贴片封装。
2. 搜索“10k”，在电阻类别里选 0603/0805 封装的贴片电阻。
3. 搜索“AMS1117”或具体稳压芯片型号，确认封装是 SOT-223。
4. 搜“电容”，0.1μF 用 0603，10μF 用 0805 或钽电容。

放置时要注意，嘉立创EDA 的元件库搜索会把“符号”和“封装”绑定。如果你在搜索结果里看到的器件左上角有“未分配封装”标签，一定不要放。否则后面转 PCB 时会疯狂报错。我一般放置每一个元件后做两件事：按空格键旋转方向，按 Tab 键看属性，确认位号和封装是否正确。

位号问题也在这里一并处理。嘉立创EDA支持自动编号，建议放完所有元件后再用“重排位号”功能统一处理，不要在放置过程中一个一个手改，容易重复或漏号。重排后，原理图上的位号会按从左到右、从上到下的顺序重新编号，看起来清楚，BOM 也对得上。

3.3 用网络标签和电源符号把命名规范立起来

原理图画得好不好，第一眼就看网络标签是不是规范。电子秤电路的网络不算多，但差分信号、模拟电源、数字电源如果混在一起，后面排查起来会很痛苦。我给自己定的命名规则是：

• 电源网络：VCC_5V、VCC_3V3、AVDD_5V、DVDD_3V3、AGND、DGND。
• 差分信号：SIG_P、SIG_N，或者 IN_P、IN_N。
• 时钟数据线：HX_SCK、HX_DOUT。
• 传感器激励：EXC_P、EXC_N。

在嘉立创EDA V1.0里，放置网络标签的快捷键通常是 N 键。放置时注意一个细节：网络标号必须放在导线或引脚末端才有效，放在导线的中间部分软件会自动断开导线。另外，相同名字的标签不需要连线直接相连，所以差分信号的两根线最好都打上网络标号，这样即使线拐来拐去也不会看错。

还有一个容易忽略的地方是电源端口。不要用网络标签代替电源符号，虽然电气上等效，但阅读体验差很多。模拟 5V、数字 3.3V、地，全部用电源端口符号放置，并且选不同的颜色样式。这样原理图拿到手里一眼就能扫出电源树。

4. 连出可检查的电子秤原理图：差分信号、电源树和HX711布线

4.1 从电桥到放大器的连接：差分走线的关键节点

画电子秤原理图时，传感器接口是整张图的地基。从连接器引出四根线后，顺序是这样的：

第一，EXC_P 和 EXC_N 进 HX711 的 VSUP 之前先经过滤波电容。这里电容不是摆设，传感器线缆几十厘米长时，电机或电源的高频噪声会感应到激励线上，产生共模干扰。我习惯在传感器接口处放一组 100nF 电容，分别从 EXC_P、EXC_N 对 AGND 连接。

第二，SIG_P（绿线）和 SIG_N（白线）直接进 HX711 的 IN+ 和 IN-。这是差分输入，极性千万不能接反。HX711 的数据手册一般会画出一个反馈电阻网络，配合芯片的 VFB 段设增益，我实际使用中在 IN+ 和 IN- 之间还并联一只 0.1μF 电容，可以滤掉高频信号，不影响低频称重。

第三，屏蔽线处理。传感器四根线外部通常有屏蔽层，屏蔽层接机壳还是接 AGND 是个经常纠结的点。我的经验是单点接机壳，不要在 PCB 上大面积接 AGND，否则会形成地环路，导致称重数值随周围金属物体靠近而漂移。

4.2 HX711与MCU接线：DOUT、SCK、AVDD的细节

HX711 和 MCU 之间只需要两根线：DOUT（数据输出）和 PD_SCK（时钟/掉电控制）。MCU 通过拉低或拉高 SCK 来产生读时钟，DOUT 数据按 24 位补码串行输出。原理图上注意两个点：PD_SCK 引脚不要悬空，接 GPIO 后加一个 100kΩ 下拉电阻，确保上电时为低电平，否则芯片可能进入掉电模式；DVDD 引脚接 3.3V，并且放一只 0.1μF 去耦电容，放置位置跟 AVDD 的电容一样，要尽量靠近芯片引脚。

电源端的细节也不能省。HX711 没有内置 LDO，所以你需要对外部 5V 做一次滤波。参考数据手册的典型接法，在 VSUP 引脚串一个 10Ω 电阻进 5V，再用 10μF 电容对 AGND 做储能滤波。AVDD 引脚是模拟电源输出，外部接反馈电阻以后回到 VFB 完成稳压。这里有个很常见的翻车点：AVDD 和 VFB 接错，会导致芯片完全没有输出或输出恒定满码。

我把 HX711 之前一个模拟项目里用到的读数据片段放在下面，方便你对照原理图验证接线正确性：

import time import RPi.GPIO as GPIO DOUT = 17 # 接 HX711 DOUT SCK = 27 # 接 HX711 PD_SCK GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(DOUT, GPIO.IN) GPIO.setup(SCK, GPIO.OUT) GPIO.output(SCK, GPIO.LOW) def read_hx711(): while GPIO.input(DOUT) == GPIO.HIGH: time.sleep(0.001) raw = 0 for _ in range(24): GPIO.output(SCK, GPIO.HIGH) raw = (raw << 1) | GPIO.input(DOUT) GPIO.output(SCK, GPIO.LOW) return raw ^ 0x800000 # 转成有符号数 if __name__ == "__main__": while True: print(read_hx711()) time.sleep(0.2)

这段代码不需要先接 MCU 就能在树莓派这类 Linux 板子上验证 HX711 是否正常工作。逻辑上先等 DOUT 变低表示数据就绪，然后连续输出 24 个时钟脉冲，从高位一位一位读取，最后把二进制补码转成有符号整数。读出的值如果推动传感器波动稳定，说明原理图上的 DOUT、SCK、供电接法是对的。这里的 DOUT=17、SCK=27 用的是树莓派物理引脚编号，换成单片机时，对应改成你自己的 GPIO 号即可。

4.3 电源树绘制：模拟地、数字地和主供电的布线顺序

电子秤原理图里，电源网络的画法决定了 PCB 的成败。我的习惯是先画电源树，再画信号：外部 5V 进来，经过一个总开关或保险丝，分成两条支路。一条直接给传感器激励和 HX711 的 VSUP/AVDD，另一路经 AMS1117 降到 3.3V 给 MCU、OLED、按键。

模拟地和数字地要严格分开，这是老生常谈但翻车率极高。原理图上不要把所有 GND 都放在同一个地符号上画一片，而是用 AGND 和 DGND 两种符号区分开，最后在电源负极附近用一颗 0Ω 电阻或磁珠单点连接。对电子秤这种弱信号应用，0Ω 电阻单点连接就足够了，磁珠反而可能在某些频率上引起谐振。

关键电容参数再强调一遍：HX711 的 AVDD 纹波会直接进传感器信号，所以在 AVDD 到 AGND 之间并一颗 10μF 钽电容，ESR 低，纹波抑制好。数字 3.3V 去耦用 10μF + 100nF 组合，放在 MCU 电源引脚。所有这些电容在原理图上标注明确的容值和封装，后面转 PCB 时不用回头查 BOM。

5. 原理图自查与避坑：电子秤电路在V1.0里的高频翻车现场

5.1 DRC报错“网络存在孤立端点”：看似没影响，打样回来就废

• 现象：画完原理图跑检查，软件提示某网络存在孤立引脚或短路端点，点进去看到一根短导线上杵着两个网络标签。
• 原因：放置网络标签时放在了导线的中间，或者在移动元件时把电源引脚和普通信号线意外搭在一起。嘉立创EDA对这类简单电气错误一般能抓出来，但你不看提示就跳过，板子做回来这地方就是不工作。
• 解决：以报错网络为中心，把相关元件的引脚挨个点到，确认引脚末端是否真的连进了导线。我的习惯是整改完重新跑一次 DRC，直到零错误再生成 PCB。别觉得 DRC 报错是小事，模拟电路尤其怕这种隐形断点。

5.2 差分信号引脚接反：原理图不报错，校准时一头雾水

• 现象：HX711 读出的数据会随着敲击秤盘出现负向跳变，或者放上砝码数值反而变小。
• 原因：S+和S-接反了。差分输入正负反接，信号极性翻转，校准算法没做反向容错时，重量值直接变成负的。
• 解决：在原理图上把传感器连接器的绿线走 S+、白线走 S-，并加上 SIG_P 和 SIG_N 网络名。如果不确定实际线序，用万用表电阻挡或直接上电量传感器输出：空载时 S+ 相对 S- 的电压为正，说明接法正确。这个细节在原理图画的时候花 10 秒标对，就不用在调试台上耗半天。

5.3 封装与原理图符号不匹配：PCB画到一半发现脚位错位

• 现象：放置的元件在原理图上是三引脚，但用它生成的 PCB 封装却是四引脚，软转化时多出来的引脚悬空或报错。
• 原因：嘉立创EDA里部分元器件的符号和封装来自不同库，或者你在搜索时选到了“原理图符号和封装未绑定”的器件。
• 解决：放置元件时点开属性面板，检查“封装”一栏有没有明确型号，例如电阻要看到 0603 或 0805，HX711 要看到 SOP-16。如果封装不明确，就在元件库里重新选一个带推荐封装的条目，不要指望后面单独改封装能自动配好。

5.4 模拟地和数字地在原理图上共用符号：板子上噪声全部串进来

• 现象：HX711 读数全部围绕一个数值抖动，波动幅度超过几十个码，摸了电源线或外壳后数值明显变化。
• 原因：传感器激励地、HX711 模拟地、MCU 数字地全部连到同一个地符号上，PCB 上形成一个大面积地平面，各路回流电流混在一起。
• 解决：原理图上把地拆成 AGND 和 DGND 两类端口，分别连线到对应区域，最后在电源入口处单点连接。正规画法是电源树里加一个 0Ω 电阻位号 R_AGND，连在两地之间。这样 PCB 布线时能自动把两地物理分隔开。

5.5 电源去耦电容距离引脚太远：原理图看着干净，实测纹波超差

• 现象：芯片供电正常，但称重数值线性度差，在某个重量段出现明显跳变。
• 原因：去耦电容在原理图上接的是同一个网络，但在 PCB 布局时被放到了离 HX711 一两厘米远的地方，电容引线电感太大，失去滤波作用。
• 解决：原理图上对 HX711 的 AVDD 去耦电容做注释，写在“布局约束”里，要求该电容的任意一个焊盘到芯片 AVDD 引脚走线不超过 3mm。或者直接在原理图上靠近引脚放置电容，缩小网络延伸范围。这个约束值得写在设计说明里。

6. 从原理图走向产品：BOM、预布局和验证习惯

原理图检查完毕，接下来不是急着画 PCB，而是先导出 BOM 清单核对一遍。嘉立创EDA V1.0 导出的 BOM 一般包含位号、名称、封装、数量。我会把 BOM 拉成 Excel，按“电阻、电容、IC、连接器、其他”分类，一眼扫一遍有没有数量对不上的封装。电子秤电路里最容易在 BOM 上出问题的是 0.1μF 去耦电容，因为同容值同封装数量多，容易少抓一两个。

PCB 预布局的顺序我固定成三步：先放核心器件，HX711 摆在传感器接口正对面，尽量让差分线直进直出；然后放电源，LDO 放在板边便于散热，输入输出电容紧贴引脚；最后处理按键和显示连接器，放在机械定位附近。这个顺序能保证不走冤枉路。

打样回来第一件事，也是我最想强调的验证习惯：先不焊 MCU，在原理图指定的测试点量电压。量 VCC_5V、VCC_3V3、AVDD 是否落在预期范围，然后空载测 HX711 的 DOUT 是否在稳定输出周期信号。这一步能帮你区分是硬件接错还是软件问题。两块板子我都按这个顺序做，哪块板有问题，十分钟就能定位到具体网络。

最后做两个点校准。空秤归零，放标准砝码记录码值，用两点算出斜率和截距写进单片机。电子秤校准不要指望一次搞定，同一个传感器在不同温度下零漂不一样，产品上最好保留一个“一键校准”的软指令，让产线在最终装配后再做一次两点校准。

我用这个方法至少做过两个类似的称重方案，翻车记录基本都集中在第 5 章那五类问题上。其中印象最深的是第一次画差分信号时把 S+ 和 S- 接反，板子回来后整整调了一天软件才发现是原理图的问题。之后每画一版原理图，我都会在转 PCB 前做一遍“差分对正负检查”和“电源树单点检查”，这两步花不了几分钟，却能省掉后面几天的排错时间。希望这篇笔记能帮你把电子秤电路一次性画对，少走我已经走过的弯路。

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