USB是一种新的通用串行总线标准,是应用在PC领域的一种快速、灵活的总线接口技术。USB适用于多种设备,并且所有的配置过程都由系统自动完成,很容易就能实现低成本、高可靠性、多点的数据采集,代表了现代数据采集系统发展的新趋势。本文首先详细分析了核心的USB通信协议和USB芯片的工作原理,然后给出了硬件电路和设备固件程序,最后介绍了相关的驱动程序和应用程序。具体实现时使用PDIUSBD12为USB芯片,并选用AT89C51单片机对其进行控制和实现数据的采集。系统能将所采集的数据与PC机进行高速的交换,达到PC机实时地显示并处理数据的目的。USB串行数据的另一个优点是很容易调制到射频、微波和光载波上,实现远程无线和光纤传输。在数据采集系统的实现之后,我们进行了无线扩展,给出了设计方案以及实现框架。