光栅计量技术在工业计量领域得到了飞速发展,其中光栅传感器在线位移和角位移测量中得到广泛应用。对光栅信号进行处理有很多方法,如传统电路、单片机或者现场可编程门阵列(FPGA)等。随着电子技术的不断发展,光栅信号处理电路研究也就向着数字化的方向发展,采用可编程逻辑阵列电路,通过语言编程来实现预期功能。目前FPGA进行电路设计已经成为一种最有效、性能最好的设计方法。近几年,对于光栅信号的处理采用CPLD/FPGA技术已成为一种趋势。这篇文章对信号处理电路的研究就是以FPGA为核心来实现。本文简单介绍了光栅的基础知识,详细讲解了光栅测量原理以及莫尔条纹信号的电子细分方法;介绍了FPGA的发展及应用,分析了FPGA的开发流程和硬件描述语言Verilog HDL。本文利用FPGA提出了坐标测量机中光栅信号的处理电路。主要研究内容有:1.它以FPGA为核心实现光栅信号的辨向、细分、计数等功能。文中详细分析了四倍频辨向电路、计数电路的设计思想,运用Verilog HDL语言完成了整个电路的硬件设计。仿真结果表明,本设计不但达到电路预期指标,而且资源占用较小,程序易修改。2.通过USB接口电路将采集到的数据上传计算机完成数据存储传输等工作。USB通信接口传送数据速度高、即插即用并支持多种传输模式。本次设计选用CH372接口芯片。本次课题已经完成了FPGA核心芯片的设计,实现了光栅信号的辨向、细分、计数等功能,并对USB接口电路进行了分析并选择了合适的接口芯片。