光栅尺信号

光栅尺输出信号是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的丈量来测出移动的相对位移。计数器所计数乘以光栅距即为直线电机所走的位移。

输出信号是相位角相差90o时，方向为正，反之为负。Z信号作为校准信号以消除累积误差。

在A信号怕下降沿采集B信号，就可判定出运动方向。当A信号的上升沿及下降沿均比B信号超前1/4W，在A信号下降沿采集的B信号为“1”，此时为正向运动；A信号的上升沿及下降沿均比B信号滞后1/4W，在A信号下降沿采集到的B信号为“0”，此时为反向运动。根据采集到的运动信号方向和A信号变化的周期数用计数器进行计数（正向计数或逆向计数），就可测算出总位移。

接口模块整体结构

光栅尺输出信号的丈量和处理需经过：滤波、整流，细分辨向电路，计数电路，接口电路，实现与系统总线的交换。

2.1 细分辨向电路

光栅尺信号的细分与辨向是进步光栅尺丈量精度的关键性一步。光栅辨向和细分电路的设计中，有的设计把辨向和细分电路分开，辨向电路只对光栅尺的输出信号进行辨向，而不对细分后的脉冲信号进行辨向，这样实现的丈量误差还是光栅尺的栅距。在考虑辨向功能时，应对细分后的信号进行辨向设计，否则不能进步丈量精度。此处为细分辨向电路设计的重点。

缓冲器有保护功能设计

用八同相双向三志缓冲器/驱动器芯片SN74HC245缓冲ISA总线扩展槽与各器件间的8位数据信号。SN74HC245不但起缓冲、隔离作用，还有一定的保护和控制作用。工控机读控制信号（低电平有效）边接到SN74HC245的DIR（方向控制端），而门控信号接信号CS245。CS245W信号是I/O端口读写信号和接口地址译码信号产生的信号。当读有效为低电平时，8254的数据可通过SN74HC245输进到计算机；读有效为高电平时，计算机的数据输出。CS245实现只有计算机与8254交换数据时，选通SN74HC245的门控信号G，使之三态门打开。

端口地址译码电路

采用GAL22V10芯片实现接口地址译码，为细分辨向电路提供时钟CLK信号；为8254的片选线一起确定8254的地址。

GAL器件是一种高性能的理想PLD产品。GAL器件采用E2CMOS工艺，可进行反复的编程和擦除，且具用低功耗、高速的特点。常用GAL器件有GAL16V8、GAL20V8、GAL22V10等。

GAL16V8、GAL20V8的使用方泛。但对于某些应用场合，这两种GAL芯片往往不能满足需要，其主要不足之处：乘积项不能超过8个； 能配置的输出引脚最多只有8个；不能对寄存器进行复位或置位操纵；对反馈结构的限制较多，有些引脚不能反馈等。