1.2光電隔離和信號校正

旋轉編碼器的控制電源可以在較大范圍內變化使用，為了確保系統的安全可靠，必須進行光電隔離。

由于旋轉編碼器的輸出信號頻率達100kHz，所以應選用高速的光電隔離器件，如具有1M數據速率的4N135/136，或10M數據速率的4N137等。同時為了防止噪聲引起的信號抖動，應采用斯密特觸發器進行抗抖和信號校正。

1.3編碼器計數

編碼器計數由CPLD器件來完成。CPLD是復雜可編程邏輯器件的簡稱。系統選用Xilinx生產的XC9500系列CPLD，它是一種Flash編程型的可編程邏輯器件。該產品采用先進的FastFLASH技術，該技術采用一個雙層的多晶硅、兩層金屬技術，可提供高達10000次以上的編程/擦寫壽命周期，和傳統存儲技術EPROM和E2PROM相比有著明顯的優勢。采用EPROM存儲技術雖可提供優良存儲器單元且功耗較低，但它不可電擦除;采用E2PROM技術雖可電擦除，但需要較大的存儲器。而CPLD的FastFLASH技術是對EPROM技術的電擦除擴展。

和普通的可編程邏輯器件相比，CPLD具有以下優點：操作靈活、使用方便;高性能的邏輯能力;存儲元胞密度高;可靠性高;開發迅速;經久耐用;能實行電擦除;能為器件提供快速編程;采用ISP(系統同編程)技術。

XC9500系列中可供選用的片子有多種，從旋轉編碼器的測量、片子宏單元的多少以及調試的方便，系統最終選用了XC95108PC84。

XC95108的機械特性和電氣特性如下：宏單元數為108個;最大端口數為108個;引腳至引腳延時7.5ns;系統頻率為83.3MHz;支持單個OE(輸出使能)控制;支持JTAG(IEEE邊界掃描標準1149.1)協議。特別值得一提的是，XC95108采用了ISP技術。因此，對器件進行編程不再需要硬件編程器。只要一根下載電纜通過下載軟件與元件的編程接口連接即可實現。并且，無論產品處在設計或制造的哪個環節，還是產品已提交給用戶以后，都可以改寫器件的邏輯功能，也就是可以通過軟件對硬件進行升級。

六個通道的旋轉編碼器計數由兩個XC95108完成，每個XC95108完成三個編碼器通道的編碼計數以及相關控制命令的接受和計數值的輸出，其大致功能可由圖5表示。

1.4PC機接口

六個通道的編碼器信號通過光電隔離和信號較正送入兩片XC95108后，XC95108分別對三個通道的計數信號進行正反相計數，其計數結果分別存放在不同的寄存器中，供宿主機PC讀取。根據設計的實際需要，PC機接口采用ISA總線。

PC機接口要完成對ISA總線的地址譯碼，數據的緩沖和數據的雙向傳送(控制命令發送和編碼器計數值的讀取)。所有的這些功能同樣由一片CPLD器件(同樣選擇XC95108)完成，其主要功能可由圖6表示。