基于SOPC的FSK数字调制与解调器湖南工程学院应用技术学院

湖南工程学院应用技术学院毕业设计诚信承诺书本人慎重承诺和声明：所撰写的《基于SOPC的FSK数字调制与解调器》是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。设计(论文)的研究成果归属本人和学校所有。学生(签名)年月日

1湖南工程学院应用技术学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于SOPC的FSK数字调制与解调器研究与实现姓名杨浩然专业电子信息工程班级1281学号05指导老师贺富朋职称讲师教研室主任陈军根一、基本任务及要求：利用SOPC技术，设计一套FSK数|字通信传输系统，要求建立MFSK的SOPC技术实现模型，主要完成2FSK调制器与解调器的编程，并通过软件仿真，且通过硬件实现与测试。重点研究内容：MFSK的实现原理；SOPC实现2FSK调制模型。二、进度安排及完成时间：第1-3周查阅资料、撰写文献综述及开题报告第4-5周原理框图、总体方案设计第6-9周软、硬件部分设计,调试结果第10-11周撰写毕业设计说明书第12周指导老师检查毕业设计说明书第13周修改、装订毕业设计说明书、指导老师评阅第14周毕业设计答辩

2目录摘要:2ABSTRACT：3第一章绪论11.1历史发展：11.|2基本定义11.3基本原理21.4主要研究内容2第二章调制与解调器研究与实现32.1概述32.2二进制频移键控（FSK）的调制与解调32.2.1FSK信号的产生32.2.2直接调频法32.2.3频率键控法42.3FSK信号的解调62.3.1同步解调法62.3.2包络解调法62.3.3过零检测法72.4Verilog HDL和VHDL简介7第三章系统总体方案设计与FPGA设计开发93.1FPGA设计流程93.2调制器设计113.2.1调制原理113.2.2调制器子模块设计133.2.3调制程序173.2.4调制程序仿真图及注释1|93.3解调器设计203.3.1解调原理203.3.2解调器子模块设计223.3.3MFSK解调程序263.3.4解调程序仿真图及注释28第五章结论30参考文献31致谢32

3基于SOPC的FSK数字调制与解调器研究与实现摘要:一直以来调制解调器都是学校数字信号调制教学的重点内容。但学生实验室中的2FSK调制与解调器采用整体电路的方式进行设计，电路板体积较大且灵活性较差。而此次毕业设计，按照各部分电路的不同功能，将2FSK调制与解调系统中的电路进行模块化，每个模块都设计出参数各异的小模块电路。关于信号的调制，有两种常用的方法，|分别是直接调制和间接调制，其中间接调制则采用频移键控方法，直接调频则采用压控振荡法。信号的解调总体也可以分为两种方式，相关解调和非相干解调。在本次毕业设计当中，非相干解调使用了过零检测法，相干解调则采用了锁相解调法。使得用户在使用时，可根据需求，选择相应的模块进行拼接，从而完成不同方式、参数的2FSK调制解调器，这比传统的2FSK调制与解调器更加灵活和实用，也能使学生的动手能力得到很好的锻炼。关键词：数字调制与解调；调制与解调方式；FSK；SOPC

4BasedontheSOPCFSKdigitalmodulationandm|odemABSTRACT：Modulationtechnologycanbedividedintoanalogmodulationtechnologyandthedigitalmodulationtechnology,themaindifferenceis:analogmodulationisforcontinuousmodulationofcarrierfrequencyshiftkeying(2FSK)andphase-shiftkeying(2FSK)threeways,signalofcertainparameters|,atthereceivingendofcarriersignalmodulationparametersforvaluation,andthedigitalmodulationiswithsomediscretestatetorepresentthecarriersignaltransmittedinformation,onlytothecarriersignalatthereceivingendofdiscretemodulationparametersfortesting.Andanalogmodulationsyste|mofamplitudemodulation,frequencymodulationandphasemodulation,digitalmodulationsystemhasamplitudekeying(2FSK),includingphaseshiftkeyingmodulationmethodhavestrongabilitytoresistnoise.Keywords：Digitalmodulation;demodulationmethod;FSK;SOPC

5第一章绪论1.1历史发展：Modem起初是为1950年代的|半自动地面防空警备系统（SAGE）研制，用来连接不同基地的终端，雷达站和指令控制中心到美国和加拿大的SAGE指挥中心。SAGE运行在专用线路上，但是当时两端使用的设备跟今天的Modem根本不是一回事。IBM是SAGE系统中计算机和Modem的供货商。几年后美国航空(AmericanAirlines)的首席执行官(CEO)与IBM一位区域经理的一次会晤促成了"mini-SAGE"这种航空自动订票系统。在这系统中，一个位于票务中心的终端连接在中心电脑上，用来管理机票有效性和时间。这个系统，叫做Sabre，是今天SABRE系统的早期|原型。1960年代早期，商业计算机的应用逐渐普及，以及上述技术成果，1958年AT&T发布了第一个商业化modem,Bell103.使用两个音调表示1和0的移频键控技术，103已经能够实现300bit/s的传输速