CNC齿轮测量中心具有测量范围广、分辨率高、效率高等特点,近年来在齿轮测量领域得到了广泛的应用。随着现代工业对齿轮测量的速度要求越来越高,原有的数据采集卡已经不能满足采样速度的要求,而且之前的信号采集电路是基于ISA总线的,测量中心急需开发一个高速的基于更先进接口技术的信号采集系统。本文论述了三维扫描测头的工作原理,分析了数据采集系统的研究与发展现状,在此基础上设计并研制了基于DSP的三维测头数据采集处理系统,主要的工作包括以下几方面:(1)根据三维测头的输出信号的具体特点,设计并研制了数据采集系统的硬件电路,具体包括了信号调理电路、数据采集电路和USB接口电路。信号调理电路主要是对信号进行隔离、滤波;数据采集处理模块以DSP为核心,包括了A/D转换电路、DSP的存储扩展、电源和复位电路设计、仿真口电路设计等;最后是通过设计USB接口电路将数据传到上位机。(2)为了实现数据采集系统的功能,开发了DSP程序、USB系统驱动程序和应用程序3个软件模块。其中DSP程序包括控制USB通信的固件程序和数据采集处理程序,用Numega公司的开发工具DriverStudio开发的USB设备驱动程序为USB设备和PC机进行通信提供保证,用VC++开发的上位机应用程序则是用户通过计算机与系统交互的接口。(3)针对数据采集处理系统的性能进行了稳定性、线性等实验。实验结果证明系统可以实现USB数据传输,工作稳定可靠,测量精度在1μm以内,满足了之前的设计要求,目前已经运用于CNC齿轮测量中心的使用中。