基于PC104總線(xiàn)的2FSK調制器的設計與實(shí)現

摘要：總線(xiàn)與外圍設備的接口一直是現代工業(yè)控制中最常用而又很重要的一項內容；FPGA由于其諸多優(yōu)點(diǎn)也受到電路設計者的青睞，得到越來(lái)越多的應用。該調制器集成了這兩方面的應用，將PC104總線(xiàn)上的數據通過(guò)FPGA進(jìn)行數字調制，經(jīng)放大濾波后產(chǎn)生連續、沒(méi)有相位突變的2FSK信號，并輸出到外圍設備，起到數據傳輸和控制的作用。
關(guān)鍵詞：PC104總線(xiàn)；FPGA；2FSK；調制器

嵌入式計算機系統在現代工業(yè)控制中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用，它具有便攜、可靠、低功耗、通用、易擴展等諸多優(yōu)點(diǎn)。使用嵌入式系統進(jìn)行工業(yè)控制要涉及到計算機數據的傳輸、采集、調制解調等一系列問(wèn)題。
本調制器是一種基于PC104總線(xiàn)的嵌入式系統的外圍設備，嵌入式計算機系統通過(guò)PC104總線(xiàn)將數據發(fā)送到端口，調制器接收數據并進(jìn)行調制后，將信號輸出到受控設備，從而對相應設備起到控制的功能。在本調制器的硬件電路中使用FPGA，提高了系統的通用性。

1 總體結構
該調制器實(shí)現的功能主要包括：識別并接收總線(xiàn)發(fā)送的數據；根據不同地址控制信號將數據按路區分(共四路)；每路分別將數據按照連續調制的方式進(jìn)行2FSK調制；對調制后的信號進(jìn)行放大整形并發(fā)送到端口。
因此，該調制器的電路部分分別包括數據接收部分、FPGA及外圍電路(實(shí)現數據分路及數字調制功能)、D／A轉換電路、放大濾波電路等。系統總體結構如圖1所示。

2 PC104總線(xiàn)及數據接收電路
PCI04總線(xiàn)是專(zhuān)門(mén)為嵌入式系統開(kāi)發(fā)的系統總線(xiàn)，是一種自堆棧式、模塊化的總線(xiàn)，它基于ISA總線(xiàn)發(fā)展而來(lái)，有16位和8位兩種接口方式(分別為64+40引腳和64引腳端口結構)，該總線(xiàn)具有結構緊湊、便攜、可靠、功耗低、易擴展等優(yōu)點(diǎn)。對于工程開(kāi)發(fā)而言，常用的引腳主要有以下幾個(gè)：
SD0～SD7，SD8～SD15：數據總線(xiàn)，當采用8位接口方式時(shí)，只有SD0～SD7工作；
SA0～SA19，LA17～LA23：地址信號，對端口進(jìn)行操作時(shí)使用SA0～SA9；
AEN：DMA選通信號，為高電平時(shí)表示處于DMA模式；
IOW，IOR：端口寫(xiě)、讀信號，低電平有效；
SYSCLK：系統提供的基準時(shí)鐘信號，是標準的方波信號，約為8 MHz；
VCC，GND，+12 V，-12 V：系統提供的電源接口。