本文简要介绍了磨床测控装置的国内外发展状况及光栅测长的基本原理,对比分析了一些传统的莫尔条纹细分方法的优、缺点及适用范围。以研究实用性强、细分精度高的莫尔条纹信号细分方法为目的,采用乘法倍频技术与锁相式莫尔条纹信号细分方法相结合的新方案,通过理论分析与实验仿真,验证了该方案的可行性与实用性,可改善原始信号的质量,降低对光栅传感器输出信号正交性、等幅性等方面的要求,并能提高细分精度。在改进的锁相细分方法基础上,采用大规模在系统可编程逻辑器件实现集成化设计。具体介绍了在系统可编程器件及相关的硬件描述语言Verilog HDL,详细论述了基于锁相细分理论和ISP设计思想的高集成度磨床测控装置的设计方案。本设计采用软硬件相结合的方法,系统硬件设计具有模块化和多功能的特点,软件设计结合硬件特点编写。文中详细论述了各部分硬件电路的基本组成及实现的功能,给出了各功能模块的仿真结果,介绍了主程序及各功能子程序的设计思路,给出了软件资源分配方案及程序流程图。新型的集成化设计方案具有以下特点:细分数大且调整方便;可以在ISP器件内完成细分、计数功能;一些外围的数字电路集成在一片ISP器件内,提高了系统的集成度,性能可靠稳定;具有硬件设计软件化及在系统可编程的特点,便于电路的修改和功能的扩展。基于乘法倍频和锁相式莫尔条纹信号细分方法相结合的理论,利用可编程逻辑器件设计的磨床测控系统,提高了信号的跟踪能力、加工精度、集成度及可靠性。经过部分电路的实验、仿真及调试,验证了该设计方案的可行性,达到了磨削精度高、集成度高、系统可靠性好的效果,实现了磨床测控系统的数字化控制,具有一定的实际应用价值。