随着信息技术的飞速发展,人们需要能够准确、快速和便捷地获得大量数据并能从中迅速提取出有用的信息.近年来,随着微电子技术飞速发展,嵌入式计算机正在深入应用到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域.将嵌入式计算机技术与数据采集技术及数字信号处理技术结合起来,构成一种体积小、便于携带、易于网络化、造价相对较低,集信号采集、处理、存储和显示为一体的设备具有广泛的应用前景.该论文从现代数据采集和处理系统便携化和网络化的发展趋势着手,分析了嵌入式技术在数据采集和频谱分析应用中的优势和意义.采用嵌入式Linux作为操作系统,针对Motorola公司的MC68VZ328和Cirrus Logic公司的EP7312(ARM7系列)两种嵌入式处理器,设计了数据采集电路和接口控制电路.在分析系统软硬件资源的基础上,编写了数据采集和处理的应用程序,实现了用于频谱分析的FFT算法,研究了嵌入式系统应用程序的编程方法和设备驱动程序的设计问题.设计的数据采集电路具有放大、滤波、采样等功能.采用了双FIFO存储结构,有效地保证了模/数转换器40MHz采样频率.通过CPU的接口电路设计,实现了信号的幅值控制和采样频率控制.编写的应用程序实现了数据采集、存储和显示等功能,具有灵活的操作性.在软件设计中,利用了Linux操作系统的多任务特性,实现了各个功能模块在宏观上的并行处理,提高了系统运行效率.采用512点时间抽取(DIT)基2FFT算法对所采集的信号进行了频谱分析,研究了提高FFT运算速度的方法.实现了在EP7312和嵌入式Linux平台系统下彩色LCD设备的驱动,论述了设备驱动的工作原理,并总结了开发中所应遵循的原则和方法.论文对进一步开发针对工业、国防、医疗等各个领域具体应用的网络化数字存储仪、频谱分析仪和相应的手持式仪器奠定了坚实基础.