嵌入式计算机系统在现代工业控制中发挥着越来越重要的作用，它具有便携、可靠、低功耗、通用、易扩展等诸多优点。使用嵌入式系统进行工业控制要涉及到计算机数据的传输、采集、调制解调等一系列问题。

　　
　　本调制器是一种基于PC104总线的嵌入式系统的外围设备，嵌入式计算机系统通过PC104总线将数据发送到端口，调制器接收数据并进行调制后，将信号输出到受控设备，从而对相应设备起到控制的功能。在本调制器的硬件电路中使用FPGA，提高了系统的通用性。
　　
　　1 总体结构
　　
　　该调制器实现的功能主要包括：识别并接收总线发送的数据；根据不同地址控制信号将数据按路区分(共四路)；每路分别将数据按照连续调制的方式进行2FSK调制；对调制后的信号进行放大整形并发送到端口。
　　
　　因此，该调制器的电路部分分别包括数据接收部分、FPGA及外围电路(实现数据分路及数字调制功能)、D／A转换电路、放大滤波电路等。系统总体结构如图1所示。

   　2 PC104总线及数据接收电路
　　
　　PC104总线是专门为嵌入式系统开发的系统总线，是一种自堆栈式、模块化的总线，它基于ISA总线发展而来，有16位和8位两种接口方式(分别为64+40引脚和64引脚端口结构)，该总线具有结构紧凑、便携、可靠、功耗低、易扩展等优点。对于工程开发而言，常用的引脚主要有以下几个：
　　
　　SD0～SD7，SD8～SD15：数据总线，当采用8位接口方式时，只有SD0～SD7工作；
　　
　　SA0～SA19，LA17～LA23：地址信号，对端口进行操作时使用SA0～SA9；
　　
　　AEN：DMA选通信号，为高电平时表示处于DMA模式；
　　
　　IOW，IOR：端口写、读信号，低电平有效；
　　
　　SYSCLK：系统提供的基准时钟信号，是标准的方波信号，约为8 MHz；
　　
　　VCC，GND，+12 V，-12 V：系统提供的电源接口。
　　
　　数据接收电路就是要在正确的时序上将所需的数据进行提取，还要实现将电路工作状态传送回总线，以便总线决定是否发送下组数据的功能。由于PC104总线最高支持约8 MHz的时钟频率，而受控设备所需的2FSK信号频率为几千赫兹，因此这里只用8位数据总线就完全能够满足要求。

   总线接收电路如图2所示。其中SD0～SD9，SA0～SA9是从总线发来的数据、地址信号，SEL0～SEL3为分路选择信号，ANSWER0～ANSWER3为FPGA的状态返回信号，由于总线速度要比2FSK输出速度高得多，因此，总线要对FPGA数据缓存器是否为空进行查询，当FPGA没有完成数据转换时，总线要等下个周期，直到状态返回信号显示FPGA内部为空时，总线才可以发送下组数据到FPGA。74LS273负责将每路的数据分别进行锁存，4路数据共使用4个。OUT1D0～D7为第一路8位数据输出，LOCK0为其控制信号，表示数据的更新。