目前,数据采集技术越来越广泛应用的同时,人们对数据采集的各项指标提出了更高的要求。现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡,存在安装麻烦、价格昂贵、可扩展性差,在一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽使数据失真等缺点。本文采用一种新型的通信标准USB,研制出一种高速数据采集卡,并成功地应用到虚拟仪器的开发上。硬件是一外置式的密封设备,软件具有很好的用户图形界面。整个系统功能齐全、操作简单,采样速度24MB/s达到国内先进水平。本文首先简单论述了数据采集的基本理论、数据采集的过程、两种采样方式(即实时采样和等效时间采样)。接着详细论述了高速数据采集系统的硬件设计方案,包括数据采集系统的组成、结构形式、系统的通道方案、接口方案和硬件设计;并且对系统所使用的主要芯片和相关技术做了说明;重点论述了USB体系结构、USB的传输方式和USB2.0的主要特点。本文对固件程序进行了开发。对框架程序和功能实现程序作了一定的说明和描述。在软件方面,本文还设计、调试通过了驱动和应用程序。并以LabVIEW软件平台展示了高速数据采集系统的测试结果。 本文研制的高速数据采集系统的硬件和软件均已达到设计的要求,并已安装在中国地质大学研制的虚拟仪器上实际运行。