数据采集系统是信息处理系统重要组成部分,是信息科学、仪器科学的重要分支,在当今科学研究与工业控制中发挥着越来越重要的不可替代作用。特别是计算机技术、网络通信技术、传统测试测量仪器技术的结合出现的测试仪器—虚拟仪器,更是第三代自动测试系统的发展方向。作为重要组成部分的数据采集卡,如何实现信号的高速、高精度采集、传输、数据实时分析处理,一直是数据采集系统的一个研究重点,FPGA技术的不断发展为这一研究提供了新的解决方案。本文对基于FPGA的多通道数据采集与处理系统进行了研究和设计。论文首先对数据采集的基本理论和PCI总线技术作了深入的分析。在此基础上,设计了由Intel公司Cyclone IV系列FPGA器件EP4CE75为控制芯片、TI公司14 bit ADC芯片ADS7945为采样芯片、HY57V28322存储器、PCI总线接口芯片PCI905等器件组成的数据采集卡,通过对FPGA数字逻辑的设计,完成了对数据的采集、存储及传输的控制。同时通过硬件增益控制电路自动调整参数,使得系统采集精度达到最优;然后,采用Visual Studio完成了驱动程序的设计,实现了计算机对采集卡的驱动;最后,通过Labview设计了系统上层应用软件,实现了对数据分析处理和采集卡设置操作等功能。本文设计的数据采集系统具备16路采集通道,最高采样率1MSPs,采样精度为14bits,8M×16bit的存储容量等特性。上位机应用软件可实时分析处理数据,最终通过测试表明采集系统性能达到了技术要求,实现了“虚拟仪器”的预期目的。