数据采集(Data Acquisition)是获取信息的基本手段,它作为信息科学的一个重要分支,是在传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术的基础上形成的一门综合应用技术,如何对高速信号进行无失真采集、存储,以满足工业现场的需要,一直是高速数据采集系统研究的一个重要方向。本文以TDR的电缆故障点测距系统为背景,在对TDR波形特点分析和当前高速数据采集系统研究的基础上,本文提出了低速A/D转换芯片、高性能FPGA、低功耗单片机MSP430F149组成的高速数据采集系统的硬件设计方案及单通道多次采集(等效采样)的软件实现方法。该系统首先利用MSP430F149单片机对键盘电路进行译码,来完成脉宽数据的调整和系统采集启动信号的发送；然后利用FPGA控制TLC5540,来完成10ns精确步进延时后的4次25MSPS的采样并将采集到的数据暂存至FPGA的简单双端口RAM块中；最后通过串口将暂存在FPGA简单双端口RAM块中的数据传到上位机以待下一步的相应处理。本设计以研究数据采集的相关理论为出发点,着重研究了TLC5540模数转换、低功耗单片机MSP430F149以及EP2C8Q208C8的设计；在完成各级硬件电路的设计后,对软件部分进行了编写、仿真,仿真结果表明,该设计能够达到100MSPS数据采样率,在波速为200m/us的情况下,能够满足测量精度为1米的系统性能要求,具有较高的实用价值。