本文首先从整体上简要介绍了光栅信号采集系统的组成,分析了系统的国内外研究现状以及光栅传感器测距原理,以及USB的体系结构、通信协议。随后讨论了对光栅传感器输出信号进行处理的CPLD芯片,包括内部算法实现逻辑,编程语言。最后本文着重研究了USB总线设备接口的开发,主要包括USB总线协议,硬件接口电路设计、驱动程序的开发以及上层用户的应用程序。本文以较多篇幅论述了光栅传感器接口卡硬件、软件的设计方法。从硬件方面看,光栅信号传感器的输出信号处理电路是以EPM7128为主的信号细分、辨向和计数电路,以及以51单片机为控制核心的PDIUSBD12接口芯片的USB接口电路,包括其中的固件程序组成整个系统。软件部分主要包括两部分：一是接口卡的驱动程序,它为USB设备和PC机进行通讯提供保证；另一个是用来测试系统功能的基于Delphi的应用程序。本文设计的基于USB的光栅传感器接口卡具有小型化和便携式的优点,整个系统工作稳定可靠。