随着计算机科学和微电子技术的迅速发展和普及,在测量仪器领域出现了具有划时代意义的仪器概念——虚拟仪器。虚拟仪器功能强大,可以在当今的实验教学领域中弥补传统仪器的不足,发挥巨大的潜力。本文就是基于这一应用背景,研究和开发了基于USB2.0的综合虚拟测试仪。本系统主要实现五大功能:虚拟数字存储示波器、虚拟逻辑分析仪、虚拟信号发生器、虚拟频谱分析仪和虚拟数字电压表。本文首先介绍了系统的任务要求,在其基础上进行分析,提出了基于USB2.0接口,使用CPLD和带有单片机的USB芯片作为主要控制芯片,并采用四层电路板设计的研究方案。其次主要从硬件和软件两个方面分别采用模块化方法进行了设计。在硬件方面,结合具体要实现的功能,主要从虚拟数字存储示波器、虚拟逻辑分析仪、虚拟信号发生器和USB2.0接口这四个方面进行分析和设计,深入研究了具体的硬件组成和原理,在此基础上进行系统的原理图和PCB板设计。软件方面,根据系统的设计要求,重点研究了四部分内容,分别是:应用程序、驱动程序、USB固件程序和CPLD程序。本文从软件需求分析入手,详细介绍了各部分软件的具体设计思想,并给出了相应的程序流程图。最后,进行了系统的软硬件调试和联合调试,达到了预期的要求,为下一步的研究工作奠定了良好的基础。