!!!基于fpga的光栅信号处理电路研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文基于FPGA的光栅信号处理电路研究姓名：蒋丽雁申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：于连栋20100401基于FPGA的光栅信号处理电路研究摘要光栅计量技术在工业计量领域得到了飞速发展，其中光栅传感器在线位移和角位移测量中得到广泛应用。对光栅信号进行处理有很多方法，如传统电路、单片机或者现场可编程门阵列(FPGA)等。随着电子技术的不断发展，光栅信号处理电路研究也就向着数字化的方向发展，采用可编程逻辑阵列电路，通过语言编程来实现预期功能。目前FPGA进行电路设计已经成为一种最有效、性能最好的

2、设计方法。近几年，对于光栅信号的处理采用CPLD／FPGA技术已成为一种趋势。这篇文章对信号处理电路的研究就是以FPGA为核心来实现。本文简单介绍了光栅的基础知识，详细讲解了光栅测量原理以及莫尔条纹信号的电子细分方法；介绍了FPGA的发展及应用，分析了FPGA的丌发流程和硬件描述语言VerilogHDL。本文利用FPGA提出了坐标测量机中光栅信号的处理电路。主要研究内容有：1．它以FPGA为核心实现光栅信号的辨向、细分、计数等功能。文中详细分析了四倍频辨向电路、计数电路的设计思想，运用VerilogHDL语言‘完成了整个电路的硬

3、件设计。仿真结果表明，本设计不但达到电路预期指标，而且资源占用较小，程序易修改。2．通过USB接口电路将采集到的数据上传计算机完成数据存储传输等工作。USB通信接口传送数据速度高、即插即用并支持多种传输模式。本次设计选用CH372接口芯片。本次课题已经完成了FPGA核心芯片的设计，实现了光栅信号的辨向、细分、计数等功能，并对USB接121电路进行了分析并选择了合适的接口芯片。关键词：FPGA；光栅；四倍频；辨向；USBCircuitResearchofGratingSignalProcessingBasedonFPGAABSTR

4、ACTGratingmeasurementtechnologyinindustryhasbeenrapidlydevelopedinthefieldofmetrology，andgratingsensorarewidelyusedinthemeasurementoflinedisplacementandangulardisplacement．Therearemanymethodsaboutgratingsignalprocessing，suchasthetraditionalcircuit，microcontrollerorfi

5、eldprogrammablegatearray(FPGA)andSOon．Withthedevelopmentofelectronictechnology，gratingsignalprocessingcircuitisresearchedtowardthedirectionofdigital，usingprogrammablelogicarraycircuitandtheprogramminglanguagetOachievethedesiredfunctionality．Currently，usingFPGAtOdesig

6、ncircuithasbecomethemosteffectiveandthebestmethod．Inrecentyears，thegratingsignalprocessingusingCPLD／FPGAtechnologyhasbecomeatrend．InthisarticlethegratingsignalprocessingcircuitbasedonFPGAwillbeachieved．Thispaperbrieflydescribesthebasicsofgrating，andgratingmeasurement

7、principleisexplainedindetailaswellastheMoirefringesignalofelectronicsubdivision．ItdescribesthedevelopmentandapplicationofFPGA，andanalysesthedevelopmentprocessaboutFPGAandthehardwaredescriptionlanguageVerilogHDL．UsingtheFieldProgrammableGateArray，akindofgratingsignalp

8、rocessingcircuitinCoordinateMeasuringMachine(CMM)isproposedinthispaper．Themaincontentsareresearchedasfollows：1．FPGAisthecoretoachie