光学微腔生物传感器因其响应速度快、灵敏度高、探测限低、体积小、待测样品量少、携带信息丰富等优点，被广泛应用于溶液浓度、蛋白质、DNA、病毒、农药及爆炸物等物质的检测。目前光学微腔生物传感器都是基于实验室平台搭建，集成化和自动化程度低，而且需要专业的操作人员。单片机、DSP和 ARM等处理器必须按照系统时钟节拍逐条取指、译指、执行，大多用于并行性和实时性要求不高的场合，并且传统的嵌入式处理器设计电路系统时，选定后的处理器大小固定，外围芯片选择有限，硬件配置相当于“死板”，系统的功能需求只能通过软件实现，硬件不能更改，性能优化空间非常狭隘。　　针对上述问题，本文以微泡型光学微腔生物传感器为研究对象，基于FPGA的SOPC技术设计信号处理与控制电路系统。该系统采用Altera公司生产的Cyclone IV系列EP4CE15F17C8N作为核心芯片，集成扩展了其他功能模块电路，通过以太网与上位机进行通信，能够并行控制激光器与光电探测器，进行数据同步采集、实时存储与处理，实现自动进样、采样，形成小型化、智能化的检测装置，对推动光学微腔生物传感器走出实验室、走向市场，实现产业化具有重要意义。　　本文首先对光学微腔生物传感器及信号处理电路系统发展状况及研究现状进行概述，结合微泡型光学微腔生物传感器信号检测原理和系统应用需求，进行关键器件选型，给出总体设计方案和SOPC开发流程。然后，对硬件平台主要模块的设计思路及原理进行了详细介绍并予以实现，为SOPC系统开发提供良好的硬件平台。其次，通过Verilog语言，编写三角波的DA驱动模块、数据采集的AD驱动模块、AD/DA的同步控制模块、数据存储的SRAM驱动模块，以及通过SOPC Builder，配置Nios II处理器及SDRAM、EPCS、JTAG、UART和以太网等外围设备接口，实现信号处理与控制电路系统；最后，搭建实验平台，测试三角波电压信号参数及验证溶液折射率改变对微泡型光学微腔谐振频率的影响。实验结果表明，系统功能已达到预期目标，实验平台可实现溶液折射率的探测。