面向车灯测试的PWM波形发生模块设计+PCB电路图(2)
1.2 本课题国内外发展情况
1.2.1 车灯测试在国内外发展汽车照明系统即车灯是汽车在夜间行驶中最主要的安全装置，汽车车灯为汽车夜间行驶的主动安全提供了重要保障[4]，1890 年，哥伦比亚号号电动汽车把电灯用于前灯和尾灯，车灯就此诞生。车灯诞生的时就意着车灯的发展就此开始，从电灯作为车灯到车灯的技术越来越完善，各种新式车灯层出不穷，高强度放点灯、光纤前照灯等新型车灯也被当做车灯而广泛使用，也对车灯测试提出更高的要求[5]。当今世界，各个国家都出台了一些针对本国国庆的的对机动车车灯的一些严格的测试标准，我国也颁布了一些相关的标准条例，对车灯的光型、色度提出了一些严格要求，同时也对车灯的检测提出了要求[6]。在目前国内外的检测技术及手段上，我国与其他汽车大国还存在一定技术差距。因此，使中国的车灯检测技术追平甚至赶超国际水平就显得尤为重要。这对于打击在车灯生产中的假冒伪类产品、让用车者有着的更好的用车体验具有重要的意义。
1.2.2 车灯测试在国内外发展PWM 技术自出现以来，在近几十年间其基础理论不断的发展，在电力电子行业的应用更是达到了空前的程度，其技术也相对成熟。但随着应用程度的加深和其产品性能的逐渐提高对 PWM 信号的质量提出了更高的要求，然而信号质量的提高大多取决于产生信号的器件或着其产生电路，所以深入研究 PWM 信号产生电路的设计方法不仅是必须的，而且及其重要的。PWM 技术既是一种调压技术也是一种变频技术。 在上世纪中末期由于受到科技水平和电子器件的制约，该技术未能得到良好的发展和实际的应用[7]， 随着全控性电力电子器件的出现和迅速发展，PWM 才正式走上舞台，PWM 技术的主要研究方向是智能化和数字化。上世纪 70年代 A.Schonung 和 H.stemmler 首先提出在交流传动中应用PWM 技术，这就良好的促进了交流传动的推广和广泛的应用。1999 年，王建君和张明宙用一片 EPROM及几片 COMS 集成块构成 PWM 波形生成电路[8]。2002 年李方正、谢永诚和马晓军使用全数字式 PWM 波形发生芯片 SA828，在微处理器控制下生成高精度的三项脉宽调制波形[9]。2003年张发生和吴舒辞在新型三相 PWM专用芯片 SA8281的基础上，研制出一套逆变器调速装置。2005 年5 月李建林等研制了基于现场可编程门列阵 （FPGA） 实现的多路 PWM 脉冲发生器[10]。2005 年9 月金丽霞给出了基于可编程计数器阵列 PCA 的8 位到 16位分辨率的PWM 波形的生成方法[11]。2006 年江世明采用单片机定时加计数实现PWM 波形的程序设计[12]。2007 年白云娟和王富东应用80C196KC单片机的HSO功能产生PWM波形， 再由PWM波合成频率在20～100Hz 之间的任意波形。同年，梁旭设计了一个以 S3C44B0X+TMS320VC5416 双核系统和AD9854 DDS 专用芯片为主要功能单元的实际任意波形发生器。同年滕旭东等设计出一种基于 CPLD 的数字脉宽调制波形发生器。这就使 PWM 的发生装置更为简单和便捷。2008年，平朝春和张加胜通过 87C196MC 单片机波形发生器，提出了一种通过调整其死区时间生成半桥式 DC/DC 变换器 PWM 控制脉冲的新方法[13]；胡海兵等提出了一种基于 PWM IP核的多路 PWM 发生器的设计方法，设计出一个适用于三相三电平级联变换器的 24路 PWM 发生器[14]；吴兴波和周剑宇利用MSP430 单片机输出的 PWM 信号代替数模转换器构成低频波形发生器[15]；常栋梁提出了一种采用 FPGA 实现电力电子变换器控制电路的方案，将 A/D 采样控制电路、控制算法电路和 PWM 波形生成电路等全部集中于FPGA 内部[16]。
1.3 本课题研究的主要内容论文以 PWM 对车灯测试为背景，设计了包括 STM32最小系统、仿真电路、驱动放大电路，开关电路，串口通信电路，以及为系统供电的电源电路，并使用Altium Designer 软件绘制了硬件电路的原理图，基于原理图设计了 PCB 电路板，并且编写了基于 STM32单片机的PWM 发生程序，经过调试，实现了 6 路可调占空比和频率的PWM。