表面粗糙度测量是几何量测量领域一项重要内容，直接关系到工件质量的评定。在表面粗糙度测量中，根据传感器形式的不同，有接触式测量和非接触式测量两种形式，但不论哪一种形式，都需要数据采集系统，来获取表面轮廓数据。在获取表面轮廓数据后，根据国际标准ISO11562，需要对表面轮廓进行高斯滤波，来建立表面轮廓中线，分离表面粗糙度轮廓。高斯滤波器是一种应用广泛的时频带宽积最小的滤波器，它的结构复杂，实现起来十分的困难，设计者大都是通过软件来实现高斯滤波器，这种设计方法使信号的处理速度降低，当被处理的信息量过大时，降低了数据处理效率，在很多情况下难以接受。本论文设计了一套基于FPGA的表面轮廓数据采集系统，其中包括FPGA最小系统、USB接口电路、AD转换电路和电源电路等的设计。软件部分采用Verilog语言进行编程，完成了AD接口模块的设计、USB接口模块的设计、FPGA主控程序的设计等，最后通过仿真软件完成了整个系统的调试。基于FPGA硬件平台基础上，实现了表面轮廓信号处理高斯滤波。通过对高斯滤波器的逼近设计方法研究，确定了级联移动平均滤波器的逼近方法，并设计了FIR型高斯逼近滤波器。在FPGA芯片中对滤波算法进行了硬件实现和算法仿真，验证了设计过程。数据采集系统采用模拟+数字滤波器的抗混叠滤波技术有效消除了表面信号的噪声。通过对实际表面轮廓进行采集，基于FPGA的硬件高斯滤波算法完成了表面轮廓中线的提取，有效地分离出了其中的表面粗糙度轮廓，为后续的表面粗糙度评定奠定了基础。整套系统算法可靠，计算效率高，提高了数据处理速度，具有一定的实用推广价值。