光柵尺信號(hào)的細(xì)分與辨向足提高光柵尺測(cè)量精度的關(guān)鍵性一步，沒(méi)計(jì)者需要綜合考慮辨向與細(xì)分的復(fù)雜性。在辨向時(shí)，是對(duì)細(xì)分后的信號(hào)進(jìn)行辨向，而不是在細(xì)分前進(jìn)行辨向，否則不能提高測(cè)量精度。本測(cè)量系統(tǒng)中是先細(xì)分、后辨向。電路仿真波形如圖5所示。

　　在波形圖中：a、b信號(hào)足輸入波形，clk是系統(tǒng)時(shí)鐘;clr是系統(tǒng)復(fù)位信號(hào);direction是方向信號(hào)，通過(guò)該信號(hào)能夠判斷出光柵尺中指示光柵的移動(dòng)方向，如果是高電平，則表示指示光柵作正向運(yùn)動(dòng)，反之則作反向運(yùn)動(dòng);clkadd表示指示光柵正向運(yùn)動(dòng)時(shí)的細(xì)分信號(hào);clksubb表示指示光柵反向運(yùn)動(dòng)時(shí)的細(xì)分信號(hào);clkout信號(hào)是clkadd和clksubb相與非后的結(jié)果，該信號(hào)作為可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào);當(dāng)direction為高電平時(shí)，叮逆計(jì)數(shù)器作加運(yùn)算，當(dāng)direction為低電平時(shí)，可逆計(jì)數(shù)器作減運(yùn)算。

　　3.3 計(jì)數(shù)電路

　　本系統(tǒng)中的計(jì)數(shù)器采用VHDL進(jìn)行設(shè)計(jì)，輸入信號(hào)定義為時(shí)鐘信號(hào)和方向信號(hào)，輸出信號(hào)定義為24位的計(jì)數(shù)結(jié)果。用VHDL實(shí)現(xiàn)的24位可逆計(jì)數(shù)器功能的原程序如下：

　　仿真波形如圖6所示。

　　在波形圖中：clk信號(hào)是上一級(jí)電路的clkout信號(hào)，作為可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘;up_down是辨向信號(hào)，計(jì)數(shù)器的加運(yùn)算和減運(yùn)算由該信號(hào)控制，當(dāng)up_down為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器作加法，否則作減法。

　　3.4 譯碼驅(qū)動(dòng)和顯示電路

　　本系統(tǒng)中要正確顯示測(cè)量結(jié)果，需要譯碼驅(qū)動(dòng)和顯示電路模塊，澤碼電路用于轉(zhuǎn)換24位的計(jì)數(shù)結(jié)果;顯示電路需要8個(gè)LED顯示數(shù)據(jù)，其中1個(gè)LED為符號(hào)位。當(dāng)正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，符號(hào)位不顯示符號(hào)，當(dāng)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)顯示-號(hào)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　基于EPM 7128SLC84-15構(gòu)成的位移測(cè)量系統(tǒng)具有分辨率高、誤差小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，完全能夠滿足實(shí)際測(cè)量的需要。由于采用的是CPLD設(shè)計(jì)，系統(tǒng)易于升級(jí)。