光柵尺信號的細(xì)分與辨向足提高光柵尺測量精度的關(guān)鍵性一步，沒計者需要綜合考慮辨向與細(xì)分的復(fù)雜性。在辨向時，是對細(xì)分后的信號進(jìn)行辨向，而不是在細(xì)分前進(jìn)行辨向，否則不能提高測量精度。本測量系統(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信號足輸入波形，clk是系統(tǒng)時鐘;clr是系統(tǒng)復(fù)位信號;direction是方向信號，通過該信號能夠判斷出光柵尺中指示光柵的移動方向，如果是高電平，則表示指示光柵作正向運(yùn)動，反之則作反向運(yùn)動;clkadd表示指示光柵正向運(yùn)動時的細(xì)分信號;clksubb表示指示光柵反向運(yùn)動時的細(xì)分信號;clkout信號是clkadd和clksubb相與非后的結(jié)果，該信號作為可逆計數(shù)器的時鐘信號;當(dāng)direction為高電平時，叮逆計數(shù)器作加運(yùn)算，當(dāng)direction為低電平時，可逆計數(shù)器作減運(yùn)算。

　　3.3 計數(shù)電路

　　本系統(tǒng)中的計數(shù)器采用VHDL進(jìn)行設(shè)計，輸入信號定義為時鐘信號和方向信號，輸出信號定義為24位的計數(shù)結(jié)果。用VHDL實現(xiàn)的24位可逆計數(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信號是上一級電路的clkout信號，作為可逆計數(shù)器的時鐘;up_down是辨向信號，計數(shù)器的加運(yùn)算和減運(yùn)算由該信號控制，當(dāng)up_down為高電平時計數(shù)器作加法，否則作減法。

　　3.4 譯碼驅(qū)動和顯示電路

　　本系統(tǒng)中要正確顯示測量結(jié)果，需要譯碼驅(qū)動和顯示電路模塊，澤碼電路用于轉(zhuǎn)換24位的計數(shù)結(jié)果;顯示電路需要8個LED顯示數(shù)據(jù)，其中1個LED為符號位。當(dāng)正向運(yùn)動時，符號位不顯示符號，當(dāng)反向運(yùn)動時顯示-號。

　　4 結(jié)束語

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