本论文在国家自然科学基金(50775208,51075372)资助下,对光谱仪的光学系统和数据采集系统进行了仿真与实验研究,并取得了一些创新性成果,得到了一些有价值的结论。本论文的主要研究内容如下:　　 第一章,论述了本课题提出的意义;讨论了光谱分析仪的发展及其在国内外的研究现状;提出了本课题的研究内容和创新点。　　 第二章,分析了Ebert-Fastie系统和Czerny-Turner系统的结构,通过比较和改进得到更加实用和微型的光谱分析结构。通过计算得到光学系统的结构和初始参数,并且使用光学软件OSLO对其进行追迹和调整,最终得到满足要求的系统结构,最后给出波长标定的方法。　　 第三章,针对传统CCD驱动电路存在的不足,提出了一种线阵CCD驱动电路的设计方案。该方案运用CPLD技术来设计产生CCD图像传感器的驱动时序,并用示波器对其信号进行采集。仿真和实验结果表明,该驱动电路具有通用性,对其程序稍作修改,就可以作为其他型号的CCD驱动的设计,这在实际应用中具有重要的参考价值。　　 第四章,选用Microsoft公司提供的Windows DDK和Numega公司提供的DriverStudio,对USB接口驱动程序进行开发。在开发USB设备驱动程序的时候,根据所选择的EZ-USB芯片填写PID为Ox2010,VID为Ox547。选择I/O请求IRP处理的方式,这里采用端点2的In和Out,用Bulk进行传输,并且将其最大的传输值设为65535,USB的包最大为64个字节,这样设计是为了不让PC成为限制USB速率的瓶颈。　　 第五章,针对目前插卡式数据采集卡存在的拆卸不方便、体积较大以及传统单片机控制采集速度低、非实时的问题,提出了一套基于EZ-USB高速传输的数据采集系统。该系统主要包括软硬件的设计以及软硬件系统之间的调试,其中软件系统主要是对USB接口芯片的固件程序和上位机应用程序进行了设计。试验结果证明了该系统在一定条件下工作稳定可靠,使用灵活、方便。　　 第六章,对本文的工作进行了总结,并对下一步要进行的工作进行了展望。