数据采集是信号与信息系统中的一个重要组成部分，也是数字信号处理的关键环节。数据采集是将传感器输出的信号通过一定的处理转换成计算机识别的数字信号，转换后的数字信号由计算机根据不同的需要进行相应的计算和处理。传统的高速数据采集系统设计方法是利用单片机和硬件FIFO对信号进行采集，但这种系统控制单一，且不易升级。随着EDA技术的发展，FPGA的使用越来越广泛。FPGA电路逻辑关系清晰，芯片时延性小、速度快，且可用VHDL或VerilogHDL来描述其内部逻辑电路，便于修改和升级。如果将FPGA控制器应用在高速数据采集系统中，将会极大地提高系统的稳定性与可靠性。本课题设计了一个基于FPGA的多通道、高精度的高速数据采集卡。它主要由FPGA控制模块、数据采集模块以及接口总线构成，该数据采集卡具有速度高、功耗低、数据传输方便等优点。数据采集卡采用A/D转换器ADS1246对信号进行放大、差分转换和模数转换，然后，利用FPGA设计系统时钟模块、内部控制模块及缓存模块，这样不仅能够通过控制模块来控制通道选择、波特率配置和控制采样速率等，还能够实现数据的传递、缓存和处理等功能，最后通过串行接口把FPGA中的缓存数据传送到数据终端。本课题中采用FPGA作为数据采集卡的核心器件，这类数据采集系统能够高效、高精度、稳定的对数据进行实时采集，有着很高的可扩展性和可调试性。FPGA内部的时序控制模块利用硬件描述语言VHDL来实现，同时选用24位Σ-Δ串行ADS1246转换器进行模数转换，提高了数据采集速率和采集精度。本课题主要依据数据采集的理论进行设计研究，对使用ADS1246进行模数转换、其与FPGA的通信方式、FPGA芯片内部设计以及接口输出进行了主要研究设计，硬件方面对采集卡的各级硬件电路进行设计，软件方面并对系统进行了时序仿真和功能仿真，验证了系统的可行性后对系统进行软硬件调试。