本文通过对光学色散原理和机械结构系统的研究,结合其他方案的设计,搭建了一个新型的、高精度的用于测量单色光的光栅单色仪控制系统。该控制系统不仅实现了对光学元件的精密控制,而且拥有了较高的可重复性,测量结果的可信度也大大提高。本系统有四个主要特点:一、采用反馈式控制结构,大大的提高了精度,降低了系统异常带来的损害,增强了系统的鲁棒性。二、有多种通信控制方式,使系统的兼容性更强;三、多板块协同工作,有着干扰小、易操作、易维护等特点;四、引入高精度采集方式和芯片,可以采集更加微弱的信号。本文描述的用于高精度测量的光栅单色仪的控制系统主要是以意法半导体高性价比芯片STM32F103C8T6作为主控芯片,进行反馈式高压控制,高精度电机控制,高精度的数据采集,同时通过CAN通讯进行板级通讯,提高了数据的可靠性,降低了数据的出错率。且在仪器上增添了显示屏,用以简单的信息显示,给用户实时掌握仪器的大致运行状态提供了方便。利用USB转串口的芯片连接下位机与上位机,电路简单,并且避免了以往USB通信协议的开发给系统开发带来的困难。利用TCP/IP协议的网口与上位机相连提高了数据的传输效率,内部差分信号传输保证了远距离传输,同时抗干扰能力也得到了增强。利用蓝牙连接Android手机端,增强了控制系统的灵活性和数据转移的灵活性,使仪器的控制方式不那么单一,在某一种控制方式出现异常时,可以换种方式进行控制。下位机程序通过C语言在Keil5集成环境下进行编程,从而实现对其他模块的控制和数据的传输。上位机程序是在Microsoft Visual Studio 2012中的Windows窗体应用平台上进行的,利用C#语言实现指令的发送和数据的接收处理。该部分程序即可通过串口与下位机进行连接,也可通过TCP/IP协议与下位机连接;Android手机端的程序设计是在Android Studio3.1.2上利用java语言实现的,利用蓝牙通信协议与下位机进行连接通信,可实现下达指令和接受数据功能。本文描述的控制系统具体实现方式是通过步进电机带动联动杆正弦转动从而带动光栅旋转,进而实现光的色散。目前该控制系统主要适用于正弦式扫描光栅单色仪,对于蜗轮蜗杆式的单色仪,还需要对该系统进行更改。在该控制系统的控制下,正弦式光栅单色仪能够正常运行,有着良好的波长分辨力和波长重复性。本文对该控制系统进行了详细介绍。