数据采集是任何一个完整的数字信号系统的第一个环节，也是最基础最重要的部分。随着科学技术的迅猛发展，数据采集技术也相应的取得了飞速的进步。与此同时USB是当今应用最为广泛的一种外部总线标准，其具有传输速度高，支持即插即用，热插拔，易于扩展等诸多优点，并且FPGA大规模可编程逻辑器件的应用也是越来越广泛，所以本文将集成USB通信协议的控制芯片配合FPGA技术进行外部逻辑控制和高速模数转换芯片的A/D采集控制构成一套高速可靠的数据采集传输系统。本文在对USB总线进行研究的基础上，分别从硬件电路和软件程序两个方面对基于USB总线和FPGA技术的数据采集系统进行设计。在硬件电路设计部分，论文首先给出了系统的总体硬件框架和技术指标，然后按照数据流向从外到内的顺序，依次对数据采集芯片、FPGA芯片、数据缓存芯片以及USB接口芯片的选择和电路设计过程进行了阐述，并提出了设计中要注意的问题。在软件程序设计部分先给出程序的总体流程框图，之后说明了设计思想和层次结构，然后详细地论述了对各个层次程序的设计过程和应该注意的事项，同时给出了部分源代码和程序流程图，最后对USB接口芯片的固件程序的设计做了介绍。本文着重论述了硬件平台的搭建和FPGA控制程序的编写，在论文最后一章里，采集系统经过实际测试，测试结果表明本次设计成功实现了设计的采集系统，并能够完成数据的采集和传输，设计方案能达到预期的技术指标，系统性能稳定。使用USB通信协议和FPGA在数据采集和计算机之间搭建起了联通的桥梁。论文的最后对本系统所做的工作内容进行了总结，并就系统后续的升级改造进行了展望。