CPLD芯片选用Altera公司的MAX7000S系列器件EPM7128SLC84，它有128个逻辑宏单元，逻辑门数为2500门，在MAX+PLUSII软件环境下，采用VHDL和原理图输入相结合的方法进行设计。设计输入完成后，进行整体的编译和逻辑仿真，然后进行转换、布局、布线、延时仿真生成配置文件，最后以4引脚的JTAG接口方式通过ByteBlaster下载电缆对CPLD进行在线编程(ISP)，完成结构功能配置，实现其硬件功能，制成专用芯片。为了避免器件内的设计被他人复制和取出，可通过对MAX7128S内部的一个保密位编程，对设计进行加密。当对器件重新编程时，保密位连同其它的编程数据均能擦除和重写。

　　动、定测头方波信号分别从DO_INPUT和DI_INPUT端输入CPLD，采样信号INT0_OUT由定测头信号DI_INPUT反相得到，通过双路比相器获取动测头信号DO_INPUT的上、下沿至采样时刻的相位差信号。Fai_OUT1、Fai_OUT2信号表示插入高频细分脉冲信号后的相位差信号，高频时钟脉冲由CLK端输入，通过2路带允许端的20位同步计数器分别对插入的细分脉冲进行计数。每一个脉冲所代表的角度大小由脉冲当量计量电路来确定，用于计算脉冲当量的Ti_OUT1信号由DI_INPUT信号二分频得到。

　　EPM7128SLC84输出信号INT0_OUT与副MCU第12脚P3.2相连，每一脉冲下降沿触发副MCU中断一次。通过对各信号逻辑时序的分析，可以看出：动、定测头方波信号频率为50Hz，为保证时栅位移传感器能正常工作，MCU必须每20ms中断一次(若信号频率为400Hz，中断时间间隔为2.5ms)，也就是说MCU用于处理数据的时间只有20ms。MCU做多字节除法、乘法运算时，运行时间较长，且用于单片机与计算机间数据通信的时间就至少需要10ms，因此20ms时间MCU无法处理完全部工作。处理时间不够就会导致死机，传感器无法工作，实践也证明了这一点。
解决这一问题的方法通常是采取硬件分频，信号分频后，相应周期加倍，供MCU处理数据的时间加长。但在本设计中，无论是将动、定测头方波信号同时分频或仅将引起MCU中断的信号分频，均无法保证同时采集到正确的3个数据。

　　基于此，本文提出采用“软件分频”来解决这一问题，这也是采用双MCU的关键原因之一。中断信号INT0_OUT每20ms触发副MCU中断一次，每4次中断采集一次数据，前面3次中断时副MCU通过程序判断中断次数而进行相应处理，为第4次中断时采集数据作准备，第4次中断时在中断服务程序中采集数据，包括φ1、φ2和Ti等3个参数。其中，φ1、φ2和Ti分别代表一个信号周期内插入Fai_OUT1、Fai_OUT2和Ti_OUT1中的时钟脉冲个数。副MCU对数据进行预处理后，通过P3.1脚触发主MCU中断，接收副MCU传送的数据，这样，主MCU每80ms中断一次，供主MCU处理数据的时间增加为80ms，相当于4分频，但并没有改变各信号时序。这一思想在信号频率提高到400Hz或更高后仍然适用，只需对软件作少量改动即可。