HART协议是可寻址远程传感器高速通道的简称,是1985年由美国Rosement公司推出的一种应用于现场智能仪表和控制设备之间的通信协议。HART通信控制器采用两种调制解调技术分别为FSK(频移键控)和C8PSK(相移键控),FSK的传输速率为1200bps,而C8PSK的传输速率可以达到9600bps。由于采用现有的C8PSK调制解调技术设计的HART通信控制器功耗过高,目前在仪器仪表设备中还没有出现基于C8PSK调制解调技术的HART通信控制器产品。在分析了现有的C8PSK调制解调技术后,设计了一种全新的C8PSK调制和解调电路。提出了一种C8PSK调制电路实现方法,使用电流合成技术来产生C8PSK信号,并且设计了一种频率准确且幅值可调的三角波发生电路,保证了C8PSK波形具有较高的精度。设计了一种CMOS晶体管阵列对C8PSK信号进行解调,并且对电路进行了低功耗设计。与传统方法相比,本文设计的电路结构简单且大幅度降低了电路的功耗,最终芯片的总功耗为0.4mW。设计的电路基于国内华虹HHNEC BCD350GE0.35μm工艺,经过严谨的理论分析和实验,充分证实了设计方案是完全可行的,并通过大量的仿真验证,保证了设计的正确性。使用Cadence对各个模拟电路功能模块进行设计并仿真,使用HSPICE进行电路性能分析,使用Modelsim对数字电路功能模块进行仿真验证,并使用ADMS进行模数混仿。最后对电路版图进行了设计,并通过了DRC和LVS规则检查,版图面积为2500μm×2160μm。