随着科学技术的快速发展和数据采集系统的广泛应用,人们对数据采集系统的速度、精度、易操作性以及实时性的要求也在不断地提高。通用串行总线USB作为一种新型的微机总线接口规范,以其使用方便、易于扩展、速度快等优点而被广泛地应用于数据采集系统中。现场可编程门阵列最大的特点是结构灵活,开发周期较短,适合于实时信号处理,已被广泛应用于通信、数据采集、图像处理等诸多领域。本文充分利用USB和FPGA的上述优点,设计了一种基于USB2.0技术和FPGA技术相结合的高速数据采集系统。首先,对数据采集基本理论及系统相关技术进行了简单地介绍。其次,对以ADC转换器(TLC5510)、FPGA芯片(EP1C6Q240C8)为控制器和USB接口芯片(CY7C68013A-56,简称FX2)为主的数据采集系统进行了硬件设计和分析,并在此设计的基础上给出相应的原理图、PCB。硬件设计主要包括FPGA与ADC和FX2之间的接口电路设计以及硬件逻辑设计。再次,根据系统需求,对系统软件部分进行了设计,分三部分:一是为满足FX2在USB上的最大传输速率而编写的固件程序;二是在PC机中的WindowsXP系统下利用GPD编写USB设备驱动程序;三是充分了解FX2的主要功能特点,并编写出应用程序。最后,对系统的软硬件进行了调试,给出了调试结果和分析,对出现的问题给出了解决方案。结果表明,系统符合设计要求。