随着计算机性价比的不断提高和通信技术的发展，越来越多的控制系统采用了分布式控制的方式。在一些分布式工业现场控制系统和军事指挥控制系统中，经常希望在进行数据传输时可同时进行语音对话。特别是在一些机动性较强的分布式控制系统中，比如结合了警戒节点的武器系统，为尽早发现目标和分散被打击风险，往往将警戒节点远离控制中心，要实现警戒节点和控制中心之间数据和语音的传输，就需要找到一种设备简单、连线方便、性能稳定的通信方式。Modem通信是一种技术比较成熟、使用方便的通信方式，利用DSVD或ASVD技术设计的Modem可在公用电话网或自己铺设的双绞线上实现数据与语音同传。

DSVD由ITU-T V.70建议规范。要实现DSVD功能，除原有的调制解调部分外，还需在Modem中增加配套的语音编解码集成电路，或在主机上增加语音编解码电路，由主机完成编码及数字和语音信号的封装。

ASVD由ITU-T V．61或ML288，MLl44建议规范。V．61建议采取声音和数据正交调制(QADM)方式，以4800bps的速率传输数据信号，同时传输一个双工声音信号。对数据信号的处理是采用一种固定的帧格式，每一帧由数据信号和控制信号组成，在控制信号中包含了对声音信号编码处理过程中所使用的一些参数，如预加重系数、自适应增益系数等供接收端解码使用。MLl44支持4 800-9600bps数据和语音同时传输，ML288支持4 800~14400bps数据和语音同时传输。目前已有一些专用芯片在数据传输的功能上增加了对ASVD功能的支持。所以，当系统对数据传输的要求在14400bps以下时，可以选择合适的芯片设计Modem来实现数据和语音同时通信的要求，当需要更高的数据传输率时，也可以通过AT命令的设置方便地切换到纯数据传输的方式。相对于DSVD，ASVD功能的实现更简单，不需附加语音的编解码电路，可以设计出更小巧Modem用于嵌入式控制系统中。

PC／104嵌入式控制PC于1992年形成IEEEP966．1标准，它与IBM PC完全兼容，具有体积小、功耗低、工作温度宽、可靠性高等特点，采用独特的"自栈式"总线连接，模块化结构，使用起来灵活方便。PC／104面向对象的硬件设计方法使得在104标准上开发的扩展模块具有更强的通用性和更长的生命期。因而，PC／104越来越地应用于嵌入式控制系统中。

综上所述，在一个需要流动作业的分布式控制系统中，有距离5km的两点需要传输数据和语音，为携带方便和保证野外作业的可靠性，控制计算机采用PC／104结构；通信采用Modem方式，选择支持ASVD的专用Modem芯片设计一个基于PC／104总线标准的调制解调器，完成数据和语音的同时传输，与贺氏AT命令兼容，通过AT命令的设置将工作方式转换到纯数据方式传输以满足更高的数据传输要求。

2 硬件结构

2．1硬件结构概述

RCV336ACF／SP芯片性能稳定，具有多种传输模式和可供选择的接口，通信软件与AT命令兼容。单纯传0输数据时，支持V.34，V.32，V.22等多种协议，在线速率可达33．6Kbps；ASVD模式下采用ML288调制方式时，数据传输速率为4800-14400 bps，可进行双向语音传输并保证较好的语音质量；支持V.24LAMP，MNP 2-4和MNPl0纠错协议；支持V.24bis和MNP 5数据压缩协议；话音模式下支持全数字双工通信，并有多种语音输入输出接口可选。R6749为内置式Modem芯片，内部集成了异步收发器16550A，支持即插即用的ISA总线接口设备。电路结构框图如图1所示。

图1中扩展RAM为32 KB，ROM为128 KB，存取时间应小于45ns；NVRAM是256 B的非易失性RAM，主要用于用户可选设置的存储和常用电话号码的存储；语音接口可根据需要选择耳机传声器组、扬声器和传声器或电话机，使用耳机传声器组时可以不使用音频功率放大电路；电话和电话线路接口DAA电路应根据实际线路的条件和使用要求设计。

2．2 Modem与主机的接口电路

与主机的接口按照PC／104标准如图2所示。

图2中PC／104扩展总线P1A／B接口同RCV336ACF?SP内部UART相连接时要使用其中的AO~A9 10个地址位，D0~D7 8个数据位，地址使能信号AEN，端口读写信号IOR，IOW以及复位信号RES，为防止中断冲突，提供了IRQ3，IRQ4，IRQ5，IRQ7

4根中断请求线供用户选择。

为使电路结构紧凑便于布局，采用可编程逻辑器件GALl6V8来实现地址编码、片选和复位功能。GALl6V8的逻辑如下：

!hes=!(aen&a3&a5&a6&a7&a9&

(a8 #jpl)&(a4#jp2))

!ares=res

JPl和JP2用于选择端口地址，接短路块置0，不接置1，2根跳线组合可产生4个端口地址。如0X3F8选择为输入输出端口时，JPl和JP2都不接短路块。

2．3 电话和电话线路接口电路

电话和电话线路接口(DAA)电路要完成拨号、振铃检测、电话线路分配、音频信号选择的功能，RCV336芯片内部集成了拨号电路，支持双音多频和脉冲拨号。DAA接口电路可设计为通用型或专用型，前者可用于普通电话交换网，后者用于非电话交换网。通用型DAA电路的设计可找资料参考，而用于非电话线路的DAA电路设计未见有文献，电路的设计介绍如下。

在非电话线路上使用时，线路上没有拨号音、振铃信号和供电电源，因此不能由拨号、振铃、应答机制建立握手。笔者设计的结构原理框图如图3所示。

线路接口电路主要实现Modem与连接线路的隔离和匹配；线路继电器完成振铃信号与数据语音信号的分配，接收数据和语音信号时继电器连接信号接口电路，接收或发送振铃信号时线路继电器连接振铃继电器；振铃继电器实现振铃信号接收和发送电路的切换；振铃接收电路检测线路上的振铃脉冲；振铃发生电路产生振铃脉冲信号；信号接口电路实现与Modem输人输出信号的连接。

结合以上电路，笔者使用异步收发器中MCR寄存器的高3位(即D7，D6和D5位)对电路进行控制，这3位是只读位，但异步收发器没有使用它们，平时它们总被设为逻辑低电平，因此当向这几位写数据时不会改变Modem的状态。根据需要，D7位用来控制振铃继电器，置1表示准备发送振铃信号，复0表示准备接收振铃信号；D5位控制振铃发生电路，通过电路中三极管的截止和导通，在主叫方产生25-68H2的方波振铃信号；D6位用来控制线路继电器，置1连接振铃继电器，复0连接信号接口电路。

3 软件驱动

为保证数据传输的实时性，其驱动程序用C++语言编写。程序主要由串口初始化、中断处理、数据收发、Modem初始化几个功能模块组成，前3部分可类似于一般Modem的驱动程序编写。实现语音数据同传的Modem初始化AT指令串为：

AT&F ／／调用OEM-r_V设置

AT-SMS；2，y，z／／选择语音数据同传模式，y为最小

／／数据速度，z为最大允许数据速度

AT-SQS：2，1／／选择ML288调制方式，并允许

／／Modem根据线路情况自动降速

AT#VLS：6／／选择SPKV和MICV作为语音接口

呼叫端：调用振铃产生程序

应答端：ATS0=n／／Modem收到n次振铃后自动应答

该Modem工作在数据语音同传模式下时所支持的最大数据传输率为14400bps，当实际要求的数据率小于14400bps时可将最大允许数据速度设得小一点，这样能获得较好的语音质量。

为在需要时使用最大数据率33600bps的数据传翰模式，可先将初始化串写人NVRAM：AT&F#VLS&W1，使用时用ATZl命令调出后拨号即可。

4 结语

该设计在实际系统中，利用普通军用双绞被复线作背靠背连接时，传输距离可达5km(无中继)，连接稳定，语音清晰，误码率小于10-6，达到了系统的要求。