基于兆易創(chuàng)新GD32G553系列MCU的單通道可編程高精度直流源表設(shè)計

本文介紹基于兆易創(chuàng)新GigaDevice的GD32G553系列MCU設(shè)計的單通道可編程高精度直流源表（Single-Channel Precision DC Source Meter）H1501A。兆易創(chuàng)新GD32G5系列MCU采用Arm Cortex-M33高性能內(nèi)核，主頻高達216MHz，存儲容量支持512KB eFlash以及128KB SRAM，內(nèi)置高級DSP硬件加速器和單精度浮點單元(FPU)，集成了硬件三角函數(shù)加速器(TMU)，濾波算法(FAC)、快速傅里葉(FFT)等多類硬件加速單元，可以大幅提升處理效率，非常適用于測試半導體、分立元器件和無源元器件等。

產(chǎn)品功能

H1501A單通道可編程高精度直流源表, 結(jié)合了精密、低噪聲、高穩(wěn)定的直流電源和低噪聲、高阻抗的萬用表,能夠同時輸出并測量電壓和電流。這些功能使得 H1501A 成為既需要高分辨率,又需要高精度的各種IV(電流與電壓)測量任務(wù)的理想選擇。

數(shù)字源表由于其內(nèi)置了源功能,所以可以用來生成一組電流電壓（I-V）特性曲線，這對于半導體器件和材料的測試是非常有用的。相當于電壓源、電流源、電壓表、電流表和電阻表的綜合體。

小貼士：數(shù)字源表的用途有哪些？

數(shù)字源表是為常規(guī)的測試和高速生產(chǎn)測試等應(yīng)用而設(shè)計的,在通信、半導體、計算機、汽車與醫(yī)療行業(yè)的組件與模塊制造,源表對于其各種特征分析與生產(chǎn)過程測試都極具實用價值。它通常也用于測試和研發(fā)實驗室。

產(chǎn)品特征

1）單通道綜合四象限電源和測量功能,可輕松準確地測量電流和電壓

2）量程：±150V、 ±1A(直流) ,可同時滿足高電壓和大電流測量需求，推動測量儀器的標準化

3）最小測量分辨率可達100pA/100uV

高速測量,最高可支持500K的ADC采樣率，采樣率可選設(shè)定

4）3.5英寸彩色LCD電容觸摸屏，提供了簡單易用的前面板GUI支持傳統(tǒng)和默認的SCPI命令

5）數(shù)字I/O控制, 可靈活配置純硬件高速I/O， 可實現(xiàn)閾值觸發(fā)， 從而實現(xiàn)輸出測量值和用戶系統(tǒng)的高效交互

6）USB2.0/RS485接口

系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

工作原理和模塊講解

以下是對各個功能模塊的講解：

01 電源AC-DC的轉(zhuǎn)化電源板(Power Board)

輸入電源可選110/220Vac；

輸出電源+/-150V +/-15V 給功放板(AMP Board)供電；

輸出12V@3A 給外設(shè)板(Peripheral device Board)及主控板(MCU Board)供電

02功放板(AMP Board)

將DAC的小信號放大，并接收輸出端(Output Terminal)電壓、電流信號的反饋信號。

03外設(shè)板(Peripheral device Board)

控制電壓檔位設(shè)置， 電流檔位設(shè)置及模式的切換

ADC采集電壓電流信號、DAC輸出控制電壓

04其他功能模塊

3.5”電阻式觸摸串口屏, 顯示設(shè)置電壓電流、檢測電壓電流及工作模式等等參數(shù)、散熱風扇及USB2.0 通訊輸出口接口

附上主控電路圖

附上主控電路板細節(jié)圖(實際電路板只有2x8cm大小)

關(guān)于GD32 MCU

兆易創(chuàng)新GD32 MCU是中國高性能通用微控制器領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，中國最大的Arm MCU家族，中國第一個推出的Arm Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M23、Cortex-M33及Cortex-M7內(nèi)核通用MCU產(chǎn)品系列，并在全球首家推出RISC-V內(nèi)核通用32位MCU產(chǎn)品系列，已經(jīng)發(fā)展成為32位通用MCU市場的核心之選。以累計超過15億顆的出貨數(shù)量，超過2萬家客戶數(shù)量，63個系列700余款產(chǎn)品選擇所提供的廣闊應(yīng)用覆蓋率穩(wěn)居中國本土首位。

兆易創(chuàng)新GD32 MCU也是Arm大學計劃(University Program, AUP)中國首批合作伙伴、Arm mbed IoT平臺生態(tài)合作伙伴、RISC-V基金會戰(zhàn)略會員、“兆易創(chuàng)新杯”中國研究生電子設(shè)計競賽的冠名廠商。GD32以打造“MCU百貨商店”規(guī)劃發(fā)展藍圖，為用戶提供最全面的系統(tǒng)級產(chǎn)品和解決方案支撐，構(gòu)建智能化開發(fā)平臺和完善的產(chǎn)品應(yīng)用生態(tài)。更多信息歡迎訪問GD32MCU.com。