在精密测量、航空航天、生物医学、电子制造等领域,高精度、自动化微表面形貌测量具有重要的意义。近年来已经有很多基于光学测量微表面形貌的方法被提出,应用较为普遍的有白光相移干涉技术、传统相移干涉技术和多波长干涉技术等,本文围绕波长轮换与相移扫描相结合的表面形貌干涉测量系统,研究了该系统中的运动控制和图像采集控制,并基于FPGA予以实现。主要研究内容如下:首先论述了基于波长轮换与相移扫描相结合的干涉测量系统的原理,基于FPGA实现压电陶瓷的驱动进行相移,上位机与FPGA利用串口RS232进行通信。首先,由FPGA发送出方波信号经D/A转换输出模拟量,然后通过积分放大电路驱动压电陶瓷(PZT),整个驱动在开环的控制方式下进行,最后通过椭圆拟合算法原理算出PZT驱动步距。其次,设计了波长轮换系统。基于FPGA驱动步进电机,带动装有滤光片的圆盘转动,从而实现波长轮换,并基于Labview编写了上位机程序,对PZT和波长轮换进行有序控制。第三,阐述了二维工作台的驱动方法,二维工作台在X轴和Y轴分别通过一个步进电机与精密丝杠配合驱动,并通过光栅尺反馈的信号进行准确定位。最后,论述了波长轮换机构、PZT驱动、二维运动机构和图像采集的同步控制。通过三个模块的协同控制实现每驱动PZT一个周期,控制波长光源轮流切换一次,同时通过FPGA的I/O外触发CCD,在PZT每驱动一步采集相应的干涉图像,将采集到的干涉图像保存到计算机上,并通过二维工作台的移动实现更大范围的测量。