电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术和仪器领域中的应用，使电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。借助计算机强大的计算能力和丰富的硬件资源，数据采集设备可以将传统的硬件功能模块尽可能地以计算机软件的形式来实现。 本文充分利用高速通用串行总线(USB)所具有的传输速度快、支持热插拔、即插即用、易于扩展、占用的系统资源少等优点，将其与传统的数据采集技术相结合，设计实现了一种基于USB2.0接口和虚拟仪器技术的集数据采集、分析、显示为一体的数据采集系统。此虚拟数据采集器主要实现了数据采集、数据处理、波形显示、频谱分析等功能。 本课题研制的数据采集器的最大特点是硬件电路使用了EZ—USBFX2接口芯片作为控制核心和计算机应用程序采用LabWindows/CVI开发。FX2接口芯片支持USB2.0协议，而且CYPRESS公司提供了大量的参考设计资料，使得原本复杂的USB设备开发工作变得简单。LabWindows/CVI软件开发平台成熟而强大，有大量的库供使用，在较短时间内就可以开发出比较完善的数据采集系统应用程序。 本课题设计的基于USB2.0接口的数据采集系统，包括硬件设计、固件设计、设备驱动程序设计和主机应用程序设计。在硬件设计部分，采用了高速AD和模拟开关构成信号采集的前向通道，利用CPLD控制AD采集，并将采集结果存入FIFO芯片。USB芯片接收到上位机发出的控制命令后，与CPLD通讯以控制数据采集过程，并通过其GPIF接口将得到的采集数据传递给上位机。在固件设计部分，主要设计了基于FX2固件框架的USB高速采集固件程序和基于VerilogHDL的CPLD逻辑控制程序。在驱动程序开发部分，修改了cypress公司提供的EZ—USB芯片的通用设备驱动(GPD)作为数据采集器的设备驱动程序，并利用WinXP DDK和 VisualC++设计了FX2芯片特有的下载驱动程序。在主机应用程序部分，先利用通用设备驱动GPD和VisualC++编制了Win32动态链接库DLL，然后利用Labwiladows/CV工设计完成了主机应用程序。 基于USB2.0总线技术的数据采集系统，将数据采集的硬软件紧密结合，实现了比传统仪器更强大的功能。此数据采集器具有如下优点：硬件成本相对较低，用户可自定义其功能，通过升级软件和固件便可以完成功能的升级和扩充，具有高的可靠性、良好的移植性和易于维护性。