荧光相关光谱技术是单分子检测技术中最灵敏的方法，广泛应用于生物和化学等领域。荧光光谱分析仪则是实现荧光相关光谱技术的载体。本文重点论述了荧光相关光谱分析仪的硬件系统的设计、数字自相关算法的实现和数据传输系统的建立。为了论述本文所设计的硬件系统、数字相关算法和输出传输系统，首先论述了荧光相关光谱技术基本原理及其实现方法，为了本文接下来的论述提供理论基础。然后开始论述数字自相关算法的核心理论和实现方法，选择采用了多通道延时结构进行自相关算法的计算，并且论述了两种归一化算法及它们的偏差。进而本文开始论述荧光相关光谱分析仪的硬件系统的设计。确定以FPGA为自相关运算的主微处理器，然后确定了以ARM处理器作为传输系统的微处理器，最后选择了双端口SRAM作为FPGA和ARM之间的数据缓存存储器。接着本文开始论述数字相关器的算法实现。运用Verilog HDL硬件语言设计硬件电路。本文采用模块化设计方法设计各个模块实现对于高速脉冲的计数、自相关运算和数据传输，从而设计了具有232个相关通道，最小延时周期为1微秒的数字相关器。然后在Visual C++开发环境下利用MFC类库设计了上位机软件界面，实现USB通信，计算自相关函数并绘制曲线以及分析荧光溶液的化学性质。最后将数字相关系统的测试结果和理论分析进行比较，验证数字自相关技术理论。综上所述，本课题基于荧光相关光谱理论和数字自相关算法，主要论述了硬件系统设计、和数字自相关算法的实现和数据传输系统的建立。