单圈绝对式光电轴角编码器综合运用了单码道编码技术以及线阵CCD图像测量技术，具备了高分辨率、小型化、高精度及非接触式等特点。单圈绝对式码盘由不同宽度的刻画线条代表不同的编码，刻画线条的中心等分码盘的圆周，即代表了码盘的分度间隔。基本工作原理是采用发光二极管作为光源来照射码盘，同时采用线阵CCD作为光电信号接收器件和细分器件，将包含位置信息的空间光强信号转换为电信号，经采样后送入FPGA进行一系列的信号处理。根据码值识别模块得到的粗码，经查表可以得到角位置读数的整数部分，然后基于线阵CCD细分技术对对应的角位置信息进行细分处理，然后得到角位置读数的小数部分，最终将两者结合起来得到码盘相对于CCD所选位置参考线的绝对角度值。本文通过研究单圈绝对式码盘的测角原理及线阵CCD的细分原理，详细分析了单圈绝对式码盘的编译码原理及其具体实现。首先提出了一种基于单码道编码技术的独特编码算法及其具体的编程实现；其次设计了基于FPGA和线阵CCD的光电检测和图像采集系统；详细分析了单圈绝对式码盘的译码实现，包括阈值法图像分割、码值的识别、粗测值的获取以及精确定位；然后提出了一种基于多项式插值法的线阵CCD亚像元细分算法，通过计算条码的中心来获取码值的精确定位，即计算出码盘线条的中心位置。由于码盘刻画误差的存在，本文采用对多条线条中心计算后进行求平均运算来获取码盘线条中心的精确定位，从而达到提高条码定位精度的目的。用线阵CCD检测图像几何中心的理论计算精度达到了0.0125像素当量。最后在MATLAB平台下对译码过程及线阵CCD的测量精度进行了仿真验证，同时对影响单圈绝对式码盘测角精度的误差因素进行了具体分析并给出了相应的解决措施，为单圈绝对式编码器的工程实现提供了理论依据。