对于目前大部分的插卡式数据采集卡来说，用户在安装配置上将会花掉大量的时间，而且系统不具备热插拔和便携的优点。通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)以其简单易用、速度快而为广大用户所接受。采用USB接口的数据采集器是一种理想的便携式数据采集设备，更加适合场外测试测量。本文以基于USB总线的数据采集系统的研制过程为主要内容，阐述了利用Cypress公司的专用USB接口芯片(EZ-USB FX2 CY7C68013)与XILINX公司的复杂大规模可编程逻辑器件(CPLD)等组成的数据采集系统的设计方案、开发方法和开发过程，并给出了USB采集器的应用实例。 论文首先介绍了USB体系结构和数据流的相关内容，然后介绍了数据采集系统的设计。数据采集系统的设计包括硬件设计、固件程序设计、驱动程序开发和应用程序开发四大部分。在硬件设计部分，首先介绍了CY7C68013芯片的性能和特点，然后给出了控制器与主机通信模块、采样控制模块、模拟信号采样模块和I／O扩展模块等的具体硬件设计方案，并重点介绍了设计中应该注意的问题。固件程序开发部分是设计中的重点，论文先从总体上介绍了程序的设计思想及其层次结构，随后详细介绍了各层次程序的设计过程，并给出了部分源代码和程序流程图。驱动程序开发部分简介了WINDOWS驱动程序模型和USB驱动程序的开发过程。主机应用程序部分用微软公司的Visual C++编写了以动态链接库(DLL)形式封装的功能函数和演示测试控制面板程序。 在深入地研究了信号采集系统、USB总线原理和CPLD原理的基础上，本文成功研制了基于USB总线的数据采集器，并在支持USB2.0的系统中对其采样频率、采样精度、信号量程、数字I／O等性能进行了测试，其各项指标都基本达到了预期的要求。 在文章的结尾，对课题进行了总结，对USB数据采集器当前在性能上存在的缺点提出了改进方法，对采集器的功能扩展进行了展望。