数据采集技术是信息技术的重要组成之一，是计算机获取信息的主要手段，在工业生产和科学研究等许多领域具有广泛的应用。随着科学技术的不断发展，人们对数据采集的性能指标要求越来越高，传统的数据采集方式已经不能满足需要。通用串行总线(USB)具有传输速度快、即插即用、易于扩展、占用系统资源少等优点；嵌入式实时操作系统(RTOS)中的μC／OS-Ⅱ则具有代码效率高、占用空间小、良好的实时性和可靠性等特点。本文将二者与传统的数据采集技术相结合，设计实现了一种基于USB通信和μC／OS-Ⅱ的集数据采集、分析、显示为一体的数据采集系统。该系统采用基于精简指令集(RISC)的高档8位AVR系列单片机ATmega16为核心，结合支持USB 1.1协议的USB控制芯片PDIUSBD12以及其他外围器件组成硬件平台。该硬件平台具有高运行速度(6MIPS)、低功耗、易于扩展等特点。通过构建嵌入式软件开发环境、移植μC／OS-Ⅱ、编写固化到ATmcga16单片机的引导程序(即固件程序)，实现系统的数据采集、数码显示以及与PC机通信等设备端任务。在固件程序中移植的μC／OS-Ⅱ具有很强的任务管理功能，各任务协调运行，提高了系统的可靠性和实时性。而在PC端，引入微软新近的WDM驱动程序模型，在其基础上开发了数据采集系统的设备驱动程序，可以成功地对设备进行识别、配置，并提供了同设备进行数据交换的应用程序接口。基于这些接口，编制了具有查询设备、与设备交换数据并将数据绘制成动态曲线等功能的PC端应用程序。论文工作完成的基于USB接口和μC／OS-Ⅱ的数据采集系统，采样频率可达15KSPS(每秒采样次数)，数据传输错误恢复率大于99％，即插即用、使用方便且具有很低的开发成本，可以为数据采集特别是电池供电移动或手持采集设备提供一种有效的解决方案和方便使用、高效传输的设备形式。