超声波检测是一种重要的无损检测技术，被广泛地应用于航天航空、铁路船舶、石油化工等领域的关键零部件检测和质量控制。超声探伤系统作为超声波检测技术的实现载体，随着嵌入式技术的迅速发展，开发研制小型化、智能化、图像化以及实时性的超声波无损探伤系统已经成为一种必然趋势。　　智能化超声探伤仪多采用“DSP+ARM”为控制核心的系统架构，虽在数字信号处理方面具有优势，但其系统电路复杂，研制调试难度大，开发成本较高，而且难以进行二次开发。针对现状，论文借助A型脉冲反射式超声波探伤的基本原理，设计开发了一种基于FPGA和STM32(ARM Cortex-M3内核)的便携式超声波探伤系统，主要应用于高钦轨道裂纹、焊缝等金属板件的缺陷探测。系统采用FPGA实现数字逻辑控制，搭配STM32实现数据分析处理，具有软硬件现场可编程的特点，系统可塑性强，电路结构精简，开发成本降低，有利于缩短系统的更新迭代周期，具有可靠性高、功耗低、体积小、成本低等优点。　　本文实现了超声探伤系统硬件电路与控制软件的总体设计。系统电路主要包括收发电路、双核心处理器电路、结果显示与报警电路等。系统基于FPGA编程实现数字逻辑控制功能，如发射触发脉冲、数据高速采集存储等;在STM32上设计系统应用软件，实现数据计算分析、探伤波形显示、结果显示及保存、缺陷报警等功能。系统采用TFT彩色液晶屏显示，界面友好，清晰直观，便于操作人员读取探伤检测结果。针对SD卡保存的探伤结果，在上位机利用Matlab设计分析软件，可直接读取并显示存储的数据文档，便于专业人员在Matlab中对检测结果进行深入的数字信号分析。最后，对本文设计实现的系统样机，进行一系列检测实验。结果表明，该系统能够准确定位金属试件中的裂纹缺陷，探伤灵敏度高，回波显示清晰，系统误差较小。