为了监测工业生产中排放的废气是否符合要求,并且为了避免在工业生产或钢铁冶炼过程中由于气体化学反应引起爆炸或一些其他的危险,研发出一种稳定性好、灵敏度高、小型化、便携式的气体分析仪器是十分必要的。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)在分析气体方面具有很多优势,这是现在很多其他的气体分析技术所不能达到的,而且现在国内对激光气体分析仪的需求量很大,但是目前国内生产激光气体分析仪的厂家只有两家,因此北京雪迪龙科技股份有限公司从2011年初开始研发激光气体分析仪,以适应国内的需要。本文就是以此项目为背景的,利用Verilog HDL在FPGA芯片上对于数据采集、存储及传输进行研究和实现。本文首先分析气体检测的研究现状和发展趋势,然后对TDLAS原理进行详细的介绍,之后详细介绍了使用的FPGA芯片、开发流程、开发软件、开发语言等等。最后对数据采集、数据存储、数据传输这三方面的实现进行了详细的论述。数据采集部分包括实现对模数转换器CS5361的时序控制、将模数转换器CS5361转换得到的数字信号进行求平均处理。FPGA需要将采集到的数据传输到微控制器中,在这个期间需要先将采集到的数据存储起来,以便随时传输给微控制器,在此论文中是用异步FIFO来实现数据存储的。在此论文中采用I2C总线实现FPGA和微控制器之间的数据传输。通过阅读文献和查阅书籍一般都是在FPGA上实现主机程序来读取EEPROM中存储的数据,而此论文中要在FPGA上实现I2C总线从机的接口程序。设计选用硬件描述语言Verilog HDL,在Xilinx公司的开发工具ISE12.3中完成整个过程的设计、综合、仿真、布局布线等。在ISE自带的仿真软件中进行仿真,仿真结果达到了设计的要求。但是由于硬件工程师的大板子还没制好,所以还只是停留在仿真阶段。只是针对数据采集的部分做了一个很简单的实验板,进行了具体的硬件调试,通过示波器观察,结果正确。