膜片钳已成为电生理实验的重要工具。作为膜片钳系统的重要组成部分,数据采集卡连接着膜片钳和计算机系统,实现对膜片钳放大器的实时控制,并对其输出进行数据采集,是数据传输的中枢。本课题的目的是在UDA-1数据采集卡的基础上,采用USB2.0(Universal Serial Bus 2.0)技术和现场可编程逻辑器件对原系统进行改进,并将现场可编程逻辑器件作为控制器,以实现数据输入输出的同步,即输入输出数据的点与点在时间上对齐,并且保证ADC数据采集和DAC数据发送的相互独立。本设计在大规模可编程逻辑器件内集成了两块异步双时钟FIFO存储器,该方法简化了电路设计,提高了系统工作的稳定性,是目前数据采集系统比较理想的设计方法。本文从数据采集系统的结构和关键器件的选择入手,逐步介绍了基于USB2.0控制芯片CY7C68013的固件设计,FPGA芯片EP1C6T144的原理、内部结构及配置,并介绍了控制逻辑的设计,给出了逻辑电路的仿真结果,然后对采集器底层硬件的数字部分和模拟部分、隔离器件、混合电路低噪声设计进行了讨论,最后给出了测试结果,并对课题进行了总结与展望。