磁编码器隶属于传感器,是一种用以检测物体旋转位置和角速度信号的数字式传感器,可以把在旋转过程当中的物体角度位置或者是角速度等物理量实时地转换成电信号。只要在运动永磁体附近相对放置磁性传感器元件,即能感应并检测到磁通的变化,处理后以标准的电信号形式输出。相对于光电编码器而言,磁编码器容易实现磁性传感器元件的精确组合,并且不受水汽和粉尘等的影响；其结构简单、形小体轻、无触点、惯性小、反应速度快、灵敏度高,弥补了光电编码器的不足,但在分辨率和精度的提高上受限。在控制和检测系统中,磁编码器的优越性逐步显现,并受到越来越多的关注,是编码器研究的热点。现已广泛应用于工厂自动化机械系统(如伺服电机的运行),交通运输,机器人研制,磁航向导航系统等领域。本文针对单对磁极磁编码器产生的电信号,提出一种简单便捷的算术运算方法对其进行分析处理。由正交放置在径向充磁的圆柱状永磁体下方的两个霍尔元件输出双路正交信号,采用现场可编程门阵列FPGA (Field Program Gates Array)芯片作为核心器件,对正交模拟信号进行调理,之后经过A/D转换对数字量进行辩向、算术运算和非线性校正来完成数字信号处理,并直接输出旋转角度值。本课题的研制经历了一个从方案拟定、算法研究、系统架构、硬件搭建、软件编制到整体调试的完整过程,并在最后对信号处理中数据误差进行了详尽有致的分析,设计并实现了具有高速、高分辨率和高精度性能的单对磁极磁编码器。