五档输出电压信号发生器

一、产品简介

一款可以用于模拟电路中输出参考电压或仪表校准和测试的电压信号发生器模块，具有5档输出量程，0.5%输出精度。

二、应用场景

1、 作为万用表测试信号源。模块具有高分辨、高精度的特点，可选定输出相应电压信号测试电压表或万用表电压档的准确度。

2、 作为电子制作中的高精度可调电压参考源，调试模块电路。如在V/I转换电路中、可调电源电路中、模数转换器调试中，用于方便调整输出需要的参考电压信号调试电路。

三、产品概述

1、 采用12位数模转换器DAC7311，具有1LSB相对精度（max）。

2、 采用REF5025电压基准，8ppm/℃最大温漂，0.1%精度。

3、 采用OPA2188轨到轨精密运放作为输出缓冲。

4、 主控采用STC8H8K64U单片机。

5、 设计5档可调输出量程，分别为0-0.625V，0-2.5V，0-5V，0-11V，0-23V。

6、 显示采用0.96寸OLED显示屏，显示清晰直观，BOM表中未含有，请自备或购买。具体参数见产品参数4。

四、产品参数

1、 设计输出量程0-0.625V，分辨率0.001V。0-2.5V，分辨率0.001V。0-5V，分辨率0.01V。0-11V，分辨率0.01V。0-24V，分辨率0.01V。

2、 供电输入需求5-20V，采用5.08接线端子输入。

3、 初始输出精度为0.5%（以引用误差计，引用所在档位F S）。

4、 OLED为IIC接口，SSD1312驱动，从机地址0x78，5V供电，管脚排列GND、VCC、SCL、SDA。       

五、使用说明

1、 为模块接入电源（注意正负极），推荐12V供电。

2、 模块上电，OLED屏点亮显示量程和当前输出设置数据。

3、 下方的按键分别为左移位按键、右移位、减少键、增加键、量程下切换键、量程上切换键。单击即可进入相关功能。

4、 单击左、右移位按键，屏幕三角光标左右移动，选定光标在数字位下方，即修改当前数字位。

5、 单击减少、增加按键，可减少或者增加光标位所在数字。

6、 单击量程上、下切换键，可切换到下一个量程或上一个量程。

六、备注

1、 烧录需要准备CH340 USB转串口模块，请自备。

2、 本模块需要下载代码驱动（硬件+软件），提供hex文件供烧录，代码开源。代码用KEIL4开发，工程名为Volt_Signal_Soure.uvproj。详见附件。

3、 代码烧录文件使用STC官方烧录软件以串口下载方式烧录，软件及烧录教程在附件中。

4、 本模块未设输出保护电路，因此无输出保护能力，切勿将输出短路或将高压引入输出端。

5、本模块输出采用运放直接输出，因此带负载能力非常有限，切忌不能带功率负载，同时为保证输出线性度，请控制输出电流在5mA以内（电流越小输出满量程非线性越小）。

6、使用中请注意零输出和满输出的非线性问题（若应用不到该极限条件以下可忽略）。模块的输出运放均已提供了双电源，尽可能减少零输出的非线性，但此DAC特性为单电源供电，所以不可避免地存在理论零输出时实际为数毫伏（芯片典型特性为0.2mV）,经过一些量程变换后，此值也会放大，应用中请注意。同时受限于轨到轨运放的特性，输出离电源轨约低数毫伏或数十毫伏，因此部分量程满量程情况下也有少量误差，但对于部分量程此电源轨差距不到1LSB，此非线性特性已包含于精度的最大误差1LSB中。其中0.625V，2.5V，5V为全可用量程（来自DAC的全量程，全开放输出）。11V，23V为限制量程（软件限制DAC最大输出，可根据需要确保输出未到非线性情况下修改程序少量解锁）。

5、 电路中运放周边的电阻（R1-R12）请全部使用0.1%精度25ppm的精密电阻（或更优）。以实现测量精度（测试中的电阻为0.1%（少量0.5%）、25ppm），具体电阻设计需求精度可打开lceda工程查看属性。

6、模块在5V供电情况下，启动电流较大请注意，电压越低电流越大，推荐使用12V供电。

7、 某宝购买元件，BOM成本约为25元（不含OLED屏）。

8、 PCB尺寸为90*68mm双层板，双面布线，元件单面排布。

七、测试视频

视频演示了5个输出档的输出信号，模块未做量程修正。分别在5档下更改相应电压输出，以万用表为标准，可参考输出误差（所用仪表精度有限，误差情况供参考，所用型号为优利德UT39E+四位半万用表）。