基于stm32的2FSK调制解调器设计

        笔者的专业是通信工程，通信领域内调制解调器的设计大多数用的都是硬件电路，但是鉴于笔者对编程情有独钟（其实笔者还是懂一点电路设计知识的~），所以最终决定用stm32来设计，纯编程实现。看起来高大上，但实际做起来不难，不过有挺多东西要考虑的，所以还是花了笔者一个星期的时间。

        废话不多说，先来介绍下什么是调制解调，什么是2FSK。

        在通信系统中，包含有丰富的低频分量的信号称为基带信号，在传输距离较近时，基带信号可以直接传输。但是如果要实现较远距离的传输时，需要用到调制技术，也就是用较高频率的载波与基带信号进行结合，然后发射出去，接收方接收到信号后，再通过一系列方法把基带信号还原出来。

        上面只是一个简单地介绍，实际上调制解调过程要更复杂得多，涉及到模拟调制和数字调制，AM,FM,ASK,FSK,PSK,QAM等调制方式和相干解调，非相干解调等解调方式，还要考虑码间串扰，误码率等传输性能的问题。在这里笔者不打算一一介绍，毕竟以编程为主。笔者仅对数字调制中的2FSK调制原理做一个简单的说明。

        2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息。在基带信号的控制下，2FSK由两个不同频率的正弦波组合而成，具体的调制过程如下：

      图1 调制过程

        好了，接下来开始进入调制解调器的设计阶段。

        总的设计思路如下：

        图2 调制解调器的设计

首先是基带信号的产生，它也是我们要调制和解调的目标。基带信号由一连串随机的码元序列构成，为了模拟随机的码元序列，笔者用定时器设计8位的PN码序列，码元速率为2000B/s。定时器3定时0.5ms，每进入一次中断，变量num加一，设置一次IO引脚电平，8位PN码只需设置8次，然后num清零。

TIM3_Init(499,71); //基带信号 u8 num=0; void TIM3_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) { num++; switch (num) { case 1: Base_Signal = 1; break; case 2: Base_Signal = 0; break; case 3: Base_Signal = 0; break; case 4: Base_Signal = 0; break; case 5: Base_Signal = 1; break; case 6: Base_Signal = 0; break; case 7: Base_Signal = 1; break; case 8: Base_Signal = 0; break; //pn码序列 } if(num == 8) num = 0; TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); } }

        接下来要产生载波，载波就是正弦波无疑。这里笔者的载波频率要求是4khz和8khz。正弦波的产生用的是stm32的DMA+DAC+TIM2。