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脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)控制技术以其控制简单和动态响应好等优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，其应用领域包括电机控制、逆变控制、调光、开关电源，因此研究基于PWM技术的脉宽数控调制信号发生器具有十分重要的现实意义[1]。PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的限制，从上世纪以来一直处于弱势地位。直到进入上世纪80 年代，随着全控型电力电子器件像MOSFET和IGBT的到来和迅速蔓延，使得PWM控制技术才真正在工业和航天等技术领域得到十足的发展。近些年来随着电力电子技术中斩波、逆变、变频等技术的成熟应用和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法的出现，比如现代控制理论中的李雅普诺夫方法、非线性系统控制思想的应用，使得PWM控制技术的发展达到了高潮。PWM信号在自动控制系统中起着重要的作用，其控制作用受外界干扰小，使得系统工作精确可靠。
1.PWM控制系统的研究现状和设计任务
1.1设计背景
目前,实现PWM控制系统的方法主要有传统的数字电路方式、专用的PWM集成电路和可编程逻辑器件实现方式和使用DSP实现的PWM控制输出。但是这几种实现方式总是或多或少的存在一些缺点，其缺点有：
（1）用传统的数字电路实现PWM，电路设计较复杂，体积大，抗干扰能力差，系统的控制周期较长。
（2）专用的PWM集成电路的实现价格较高，而且市面上很少见这样的集成芯片，同时调试起来比较繁琐。
（3）使用DSP专用的事件管理器产生PWM不容易调试而且一个DSP价格上是昂贵的。
1.2发展状况
PWM控制的基本原理很早就由外国专家提出,但是在上世纪80年代以前受电力电子器件发展水平的限制一直未能实现,进入上世纪80年代,电力电子中的全控型器件迅速发展,PWM控制技术才真正在工业控制和电力变换方面得到发展.随着电力电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论,非线性系统控制思想的应用,PWM控制技术获得了前所未有的发展。
研究PWM信号的产生具有实际的意义。PWM控制技术一直以来就是变频技术中的核心技术之一。1964年A.Schonung和H.stemmler首先提出把这项通讯技术应用到交流逆变中，从此为交流逆变的推广开辟了新的局面。在70年代开始至80年代初，随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使交流逆变的噪声近似为限带白噪音离散坐标系中，在各频率能量分布中虽然保持噪音的总分贝数不变，但以在系统中的有色噪声的幅度大大的减小。正因为如此，即使在当今社会中MOSFET和IGBT的广泛应用，研究载波频率在小频率的情况下的应用一直备受各界研究人士的亲睐。
总之，PWM在各种应用场合中仍占主导地位，并一直是人们研究的热点，所以研究PWM信号的产生具有实际的意义。
1.3设计任务与要求
（1）该设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、时钟和复位电路、键盘扫描电路和LED显示电路等部分组成。软件控制部分包括以下几个模块：键盘扫描、定时器中断、显示等中断服务子函数。
（2）系统可实现功能。本设计以AT89S52单片机为硬件的控制核心，能够产生频率和占空比均可调整的PWM信号波且频率的调整范围为1Hz～9999Hz之间，占空比的调整范围为1%～99%之间。并且用数码管实时显示信号频率值和占空比的大小，同时使用虚拟示波器来显示PWM的波形。
2.PWM控制系统的总体设计
2.1设计系统概述
基于AT89S52的PWM控制系统的制作简单、成本低，安装比较方便，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。同时它的信号经过单片机系统处理后方便实现。该设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件电路结构可划分为：单片机控制电路、时钟和复位电路、键盘扫描电路、放大电路和LED显示电路等部分组成。软件控制部分包括以下几个模块：按键子函数、显示子函数和中断服务子函数等。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计、在线调试等几个阶段。
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