数据采集系统广泛地应用于科学研究、工业生产、日常生活等各个方面。在实际应用中,通常需要对多组传感器的输出信号进行采集。同时,传感器输出信号的类型、频率、大小又各有差异,这就使只有单通道的数据采集系统不再适用。本论文主要研究内容是32通道数据采集系统的设计与实现。设计中采用Altera公司的Cyclone Ⅲ系列芯片EP3C5E144C8作为核心控制器,其具有运行速度快、使用灵活、适合高速信号处理等优点;采用Cypress公司的Cy7c68013A作为USB接口芯片,其具有使用方便、支持热拔插、方便扩展、速度快等优点。系统总体方案是利用FPGA产生核心控制时序,将32路信号分时切换至ADC进行转换,然后将转换后的数据通过FPGA传输至处于Slave FIFO模式下的USB控制芯片,继而传输至计算机进行处理,最终实现数据的绘图、保存及显示。本文主要内容包括以下几个方面:首先,本文简要回顾了数据采集系统的发展历程,介绍了数据采集系统的结构形式、主要功能以及硬件的组成部分,并给出了本数据采集系统的总体方案。其次,详细介绍了以FPGA芯片为控制核心,USB控制芯片为接口的数据采集系统的硬件电路设计,包括模拟放大电路、电源电路、通道选择电路、时钟电路、复位电路、A/D转换电路、USB接口电路、FPGA配置电路等,给出了相应电路原理图,并在此基础上完成了 PCB图的设计。再次,从三个部分详细介绍了系统的软件程序设计。第一部分是基于FPGA的逻辑程序设计,包括分频模块、AD控制模块、通道切换模块、FIFO模块、USB控制模块以及参数设置模块,并给出了相应仿真结果;第二部分是USB固件程序以及驱动程序设计,介绍了固件程序的设计流程,给出了主要的配置代码,在Slave FIFO模式下实现了使用端点2和端点6来批量传输数据;第三部分是基于MFC的系统应用程序设计,给出了主要的配置代码,应用程序可以实现数据采集的开始、停止、波形显示等功能。最后,对系统的硬件电路和应用程序进行了测试,介绍了测试过程并给出了测试结果。最终测试结果表明,系统可实现对32路信号的循环采集,符合设计要求。