数据采集系统在工业测控以及信号与信息处理领域中被广泛应用。在许多传统的多路数据采集系统中,所有通道都同时工作,并且所有通道只能以同样的速率进行采样。然而,在很多情况下,输入信号的速率有高有低,由于总采样带宽有限,因此采用这种单一的工作模式在很多情况下会造成系统采样带宽的浪费。本文针对该缺陷,设计了一种以CPLD(复杂可编成逻辑器件)为核心控制器件,基于PCI总线的多通道数据采集系统。该系统的特点在于能够对所有输入通道,根据待测输入信号的频率,对不同的采样通道配置与待测信号匹配的采样率进行分组采样,并且能够根据需要使能采样通道,使得系统采样带宽利用率得到最大化。本文以采集卡对环境适应能力为重点,以实际项目为背景,提出了整个系统的设计方案。文中首先介绍了项目背景,以及该领域国内外研究现状;接着提出了系统的整体架构,以及选用该架构的原因;之后划分系统硬件模块,并通过分别对各个硬件模块功能以及主要芯片的介绍搭建了系统的硬件平台。本文第三章介绍了系统核心控制构件CPLD的内部模块划分,模块功能,并详细阐述了该设计的核心:“可抢占通道扫描算法”。接着在PCI驱动程序开发中,首先介绍了如何对PCI控制芯片进行初始化,之后在比较三种常用驱动程序开发工具的基础上,选择了Windriver作为本次驱动程序的开发工具,给出了Windriver开发驱动程序的开发步骤,同时特别关注了对系统传输效率具有决定性影响的PCI中断响应以及中断服务程序。其后介绍了对整个系统进行的算法级仿真以及使用各种工具对系统硬件做出的仿真与测试。测试结果表明该数据采集卡基本达到了设计指标要求。