光栅作为精细丈量的一种东西，因为他自身具有的长处，已在精细仪器、坐标丈量、精确定位、高精度精细加工等范畴得到了广泛的使用。光栅丈量技能是以光栅相对移动所构成的莫尔条纹信号为根底的，对此信号进行一系列的处理，即可取得光栅相对移动的位移量。将光栅位移传感器与微电子技能相结合，进行线性位移量的丈量，以完成较高的丈量精度。本文选用光栅作为传感元件，经接纳元件后变为周期性改变的电信号（近似正弦信号），选用逻辑辨向电路差异位移的正反向，使用单片机进行数据处理并显现成果。软件选用汇编语言完成。
1 硬件电路
本规划的硬件电路主要由单片机89C51、计数器8253、细分与辨向电路、信号改换电路和光栅位移传感器组成。如图1所示。
1.1 光栅位移传感器
光栅位移传感器包含以下几部分：光栅；光栅光学组成。光栅光学体系的作用是构成莫尔条纹；光电承受体系。光电承受体系是由光敏元件组成，他将莫尔条纹的光学信号转换成电信号，本体系选用的光敏元件是4个硅光电池。
1.2 信号改换电路
信号改换便是将由光敏元件输出的正弦电信号转换成方波信号。本文中选用的比较器LM339，来自光栅的莫尔条纹照到光敏元件硅光电池上，他们所输出的电信号加到LM339的2个比较器的正输入端上，而在这2个比较器的负输入端别离预制必定的参阅电压，该参阅电压应使光栅输出的方波的高、低电平宽度相同。
1.3 细分与辨向电路
1.3.1 细分电路
为记载光栅上移过的条纹数目和判别光栅的移动率等，传感器中选用4极硅光电池来接纳莫尔条纹信号。调整莫尔条纹的宽度B，使他正好与4个硅光电池的宽度相同。则可直接取得在相位上顺次相差90°的4路信号，即进行4倍细分。如图2所示。
1.3.2 辨向电路
位移除了有巨细的特色外，还具有方向的特色。为了区分标尺光栅位移的方向，仅靠一个光敏元件输出一个信号是不可的。必须有2个以上的信号依据他们的相位不同来判别位移方向。因而，本规划选用的是4个硅光电池来接纳莫尔条纹信号，则输出的4路信号在相位上顺次相差90°，使用这种特色规划的辨向电路的如图3所示。图中u1，u2和u3，u4别离通过相同的电路完成对位移方向的差异。当莫尔条纹上移时（假定通过硅光电池的前2个，此刻u1，u2有信号，u3，u4无信号），则图中A点有计数脉冲，B点为稳定电平；当莫尔条纹下移时（假定通过硅光电池的前2个，此刻u1，u2有信号，u3，u4无信号），则图中B点有计数脉冲，A点为稳定电平。用2个不同计数器别离记载上移和下移所构成的脉冲数，即可完成辨向。
1.4 LED显现
本文选用动态4位显现。第1位为符号为，莫尔条纹上移为正，下移为负；第2，3位为整数位；第4位为小数位。将一切的段选线并联在一起，由单片机的P1口操控，而共阴极公共端别离由P3.0，P3.1，P3.2，P3.3操控，完成各位分时选通。
2 软件部分
软件部分主要有收集子程序、数据处理和显现子程序组成。
收集子程序完成对计数值的读入和转化；数据处理子程序完成对收集数据的线形化处理；显现子程序对成果进行循环显现。程序的流程如图4所示。
3 结 语
本文中，规划的硬件选用比较器LM339把光敏器材输出信号转换成方波信号，选用逻辑辨向电路，对光栅的正向、反向移动做精确的判别；选用8253的2个计数器别离对正反两路信号进行计数，然后，用89C51进行数据处理，送到显现器显现。硬件结构简略、成本低、作业牢靠、精度比较高；软件选用汇编语言完成，程序简略、可读性强、效率高。
