`摘 要
在检测系统中，光栅占有明显优势。因此，针对光栅输出莫尔条纹信号，运用现代电子学技术实现高精度、高速电子学细分具有实际的工程意义。随着微电子技术的迅速发展和微处理器的出现，采用电子学细分和数字化处理的方法对对测量传感器的节距（信号周期）进行电子细分和误差修正，以提高测量系统的分辨率和系统准确度已成为可能本文对系统的整体构成，系统的硬件设计和系统的软件设计做了详细介绍。同时，我们还详细的讨论了可编程器件的编程应用。微机和下位机的通讯采用RS232串行接口，适用于远距离通讯。其电路设计简单而且功耗低。上位机系统软件采用LABVIEW图形化编程环境，通过交互式图形化前面板来控制系统，并显示结果。并论述拉精密工作台电控系统的结构及工作原理，它主要应用于准分子激光光刻技术中。光栅位移检测系统喝闭环伺候控制系统，是由微机来控制，他们互相可以通讯，以交换数据或是传递控制信息，实现高精度的定位，各部分又可以独立运作，以完成自己的特定功能。微机和下位机的通信采用RS232串行接口，适用于远距离通讯。其电路设计简单且功耗低。莫尔条纹携带一维信息，已广泛适用于测量长度，角度，数控系统及光学传递函数测量等。莫尔条纹携带三维信息，在测量应变，物体表面不平度，液体薄膜厚度，医学诊断，机器人视觉等方面的非接触测量中，均已有应用的报道。
关键词：莫尔条纹、细分、CPLD、虚拟仪器，光栅位移检测，RS232串行接口通讯。
目 录
摘 要 1
目 录 2
第一章 绪论 4
§1.1 前言 4
§1.2 本测试系统设计方案 4
第二章 光栅莫尔条纹细分技术的硬件设计 6
§2.1 系统硬件设计 6
§2.2 第一方案 6http://www.16sheji8.cn/
§2.2.1 莫尔条纹形成及细分原理 7
§2.2.2 莫尔条纹细分电路及芯片介绍 9
§2.2.3 莫尔条纹信号辨向和四细分 10
§2.2.4 莫尔条纹计数电路 11
§ 2.3 第二方案 12
第三章 CPLD技术在此系统中的应用 13
§3.1 可编程器件的介绍 13
§3.2 可编程器件的设计 18
§3.2.1 与传统系统硬件的设计方法的比较 18
§3.2.2 可编程器件的设计 20
§3.3 MAX+PLUS II软件开发过程 22
§3.4 辨向和四细分电路的CPLD实现 27
第四章 用CPLD实现系统微机及接口电路 32
§4.1 软件总体设计 32
§4.2 系统初始化子程序 32
§4.3 串行通讯软件设计 33http://www.16sheji8.cn/
§4.4 上位机软件设计 34
第五章 系统仿真技术 36
§5.1 虚拟仪器介绍 36
§5.2 仿真结果 36
结论和展望 40
致 谢 语 42
参 考 文 献 43
第一章 绪论
§1.1 前言
在检测系统中，光栅占有明显优势。因此，针对光栅输出莫尔条纹信号，运用现代电子学技术实现高精度、高速电子学细分具有实际的工程意义。该研究领域的关键技术是高分辨率和快速的系统动态响应速度以及系统实用化技术的研究。随着微电子技术的迅速发展和微处理器的出现，采用电子学细分和数字化处理的方法对测量传感器的节距（信号周期）进行电子细分和误差修正，以提高测量系统的分辨率和系统准确度已成为可能。我国在光栅方面的研究起步较晚，但近几年来发展迅速。目前，国内研究和开发光栅数显装置的单位都在研制各种经济型的数显装置产品，并批量投放市场，满足国内机床配套及技术改造的需要。一般分辨率为1µm、5µm、10µm。同时也都在以经济型光栅作为测量传感器的前提下为提高系统的分辨率而进行莫尔条纹电子细分新技术的研究。但目前尚未见到采用DSP技术的宽动态范围、高稳定性、高速数据输出接口及LabVIEW仪器接口的光栅数显装置。此外，对特殊用途的高分辨率光栅莫尔条纹技术的研究国内也有许多单位开展了此项研究工作，细分数可达4000份。但都有一些不可避免的缺陷，这在高速DSP尚未得到广泛应用的情况下是无法解决的
§1.2 本测试系统设计方案http://www.16sheji8.cn/
本系统的测试系统的设计采用了当前已经比较成熟的可编程器件CPLD技术，在硬件上可以充分的保证整个系统的可靠性。而上位机采用了虚拟仪器技术。这就使整个设计更加突出仪器智能化，虚拟化，灵活化。，可编程器件的在本系统中的应用，可以大大减少分立元件器件间的信号延迟和干扰信号的引入，从而可以进一步提高系统测量的精度。采用CPLD技术与虚拟仪器技术相结合，设计出操作简单，测试可靠，界面灵活，尤其适合工程人员应用的测试系统。http://www.16sheji8.cn/
论文从下面几个方面对系统进行了全面的论述，主要是：系统的整体构成，系统的硬件设计和系统的软件设计。同时，我们还详细的讨论了可编程器件的编程应用。上位机的编程，我们采用了虚拟仪器编程技术，文中给出了上位机面板，并做了必要说明
