在遙測遙控系統中，數據的調制和解調是經常遇到的問題。一些自報測站不接收遠方的遙控命令，只是定時采集參數或在參數變化時采集，并自動將采集的參數發往監控中心。這些遙測站不一定包含解調功能，但信號調制是遙測站的必要功能。

　　在水情自動測報系統中，數據傳輸大量采用超短波無線電臺。用模擬電臺傳輸數字信號時，調制方法多采用FSK。水情自動測報規范推薦的標準為CCITT V.21，即:數據串行速率為300波特率，數據電平“1”調制頻率為980Hz，數據電平“0”調制頻率為1180Hz。

　　調制解調的通常方法是采用專用的調制解調接口芯片，如MC145442、XR2211、XR2206等。采用專用調制解調接口芯片不僅增加了設備成本，而且芯片質量直接影響測控設備的性能。就一般而言，設備中的元器件越多，設備的可靠性越低。因此，在滿足系統功能的前提下，應盡可能減少設備中元器件的品種和數量。遙測遙控設備的信號調制解調是非常重要的環節，如果能夠減少或省去調制解調專用接口芯片，將對提高設備的穩定性和可靠性大有好處。

　　目前，幾乎所有的遙測設備都使用單片機，其中MCS-51系列單片機又占了很大比例。本文將以MCS-51單片機為例，說明利用單片機的軟件調制產生標準的FSK信號。

1 正弦波的調制

　　單片機的輸出接口一般只能輸出邏輯“0、1”，即0、Vcc兩種電位。要想得到FSK信號，首先要得到正弦波信號，再根據串行數據的變化產生FSK信號。

　　從單片機獲得正弦波，最簡單的方法就是利用方波濾波得到正弦波。由于單片機的脈沖輸出只有正電平，沒有負電平，方波負半周，單片機無法產生負脈沖。因此產生的信號波形應該疊加一個直流正電平，使信號波形完全處在正電平一側。如圖1所示。

然而，方波是由基波和一系列高次諧波組成。如果圖1可以用函數f(x)表示，將函數f(x)進行傅里葉級數展開可以得到:

從式(1)可以看出，接近基波的諧波成分比重較大。采用低通濾波器濾波時，接近基波的諧波成分難以濾去，為了減小波形的失真往往需要增大濾波的強度，這樣在減小波形失真的同時，基波的損失也隨之增大。

　　如果采用正弦波脈寬調制(PWM)可以得到比較滿意的結果。PWM調制可以利用“0、1”變化的脈沖信號調制出模擬信號。

　　在計算機中，對連續曲線進行數字化處理時，通常將連續曲線用階梯圖形表示，當階梯的步長足夠小的時候，所表示的曲線被認為是精確的。圖2的上圖表示了不同時段內，電壓的不同階梯。

　　但是單片機輸出接口不能產生變化的電平，即不能產生如圖2所示的電壓階梯，所能做的只能是“0、1”電平的時間變化，即PWM調制。

所謂正弦波PWM調制就是調制出的波形盡可能接近正弦波，也就是傅里葉級數中的基波比重盡可能大，高次諧波的比重盡可能小。對于圖2來說，在調制過程中使每個時段內下圖的陰影面積與上圖對應部分的陰影面積相等。在用PWM調制正弦波時，要求時段的分割是偶數，因為正弦波圖形是一種對稱圖形。