随着现代化工业生产和科学研究领域的发展,数据采集的需求日益增多,在一些要求高速率、高精度的测量领域中,如信号测量和图像处理等方面,都需要进行快速大容量的多路数据采集和传输。USB又称通用串行总线,是一种标准的总线接口,USB2.0协议的总线规范理论速率为480Mbps,实际在高速模式下可达到12Mbps,因此使用USB接口即能保证数据实时地传输到上位机处理平台上。本文设计了一个基于嵌入式PC104单板电脑多路同步数据存储与处理的系统,整个系统的硬件平台是一块基于FPGA的数据采集卡,软件平台是微软提供的VC++开发工具,之间通过USB接口进行通信。开发的上位机程序能完成对前端数据采集卡的智能控制,接收从采集卡上传输的数据并存储到文档中,然后再对这些数据进行分析处理。本文首先分析了国内外数据采集卡的现状,并对常用的几种接口和通信方式做出对比,然后提出自己的设计思路。最后分析并确定了了硬件以及软件平台,并介绍了本文的主要工作和章节安排。其次,介绍了设计系统的参数指标以及硬件平台主要模块的设计思路,在各个硬件电路模块的设计中,主要阐述了数据采集电路、数据存储电路和数据传输电路的设计。接着,详细阐述了USB通信机制和数据流传输的过程,然后还介绍了USB驱动的安装和常用的USB接口调用函数,设计了数据采集卡与上位机之间的通信命令码,并确定了最终的通信方式。然后,详细叙述了VC++开发上位机程序的过程。此程序包括三个模块,参数设置,采集控制和数据传输并存储模块,数据处理波形还原显示模块和数据分析运算模块。在参数设置、采集控制和数据上传模块里,叙述了用户如何选择参数,怎样控制采集和传输命令。数据波形还原显示部分介绍了数据转换方法、还原波形过程和绘制图形的手段。数据分析处理部分介绍了一种傅立叶变换的算法,能够计算出频谱值,绘制出时域波形对应的频域图形。最后,本文对整个系统的性能指标进行实验分析并比较,指出了本设计的不足之处,并提出了几个能改进的方面,对以后的继续扩展做出了展望。