本文在分析现代工程机械自动化、智能化、集成化的发展趋势基础之上，借鉴目前国外现代工程机械控制系统的特点，采用了一种以CAN(Controller Area Network)总线为基础的现代工程机械控制系统解决方案。结合实验室现有条件，本文以数字式控制手柄(简称数字手柄)为研究对象，对CAN总线环境下系统主要部分的硬件设计和软件设计进行了系统的研究，并成功地得以实现。 文中首先综述了目前国内外现场总线和数字手柄的现状，分析了CAN总线所具有的特点与采用加速度传感器作为数字手柄的敏感元件在原理上的优缺点；然后详细介绍了CAN接口数字手柄的硬件和软件设计，并对系统的干扰源进行了分析，提出了相关解决措施；为了对数字手柄进行标定和性能测试，文中还设计了相应的功能测试软件，软件实现了对手柄的标定、操作模拟、数据分析等功能。 针对自行研制的数字手柄本文设计了相应的功能性验证试验，并分别在实验室和工作现场进行了测试，试验数据表明，本数字手柄软硬件设计合理，达到了预期的目标。 论文最后对振动和冲击工作环境下数字手柄的信号进行了研究，对比研究了IIR和FIR两种不同滤波器对手柄信号的过滤作用，分析了手柄上两轴信号之间的自相关和互相关关系，实现了利用周期图法和现代谱分析技术对手柄信号功率谱的分析，为进一步改善数字手柄对现场环境的适应性提供了基础。