现代数据采集技术发展迅速,各种基于ISA、PCI总线的数据采集系统已经相当成熟,但这些采集系统很多都存在安装麻烦、可扩展性差等缺陷。USB总线是由Inter、Compaq、Microsoft等七家公司于1994年为解决传统总线的不足而推出的一种新型串行通信标准。为了适应高速传输的需求,2004年4月,这些公司在原来USB1.1协议的基础上制定了USB2.0传输协议,其最大传输速度达到了480Mb/s。USB总线具有传输快、连接灵活、易扩展等优点,已在PC机的多种外设上得到广泛应用,并逐渐成为现代数据采集传输的发展趋势。本文在介绍USB2.0系统及协议的基础上,论述了使用USB2.0接口采集红外目标探测控制系统和图像处理系统间实时通信的数字图像。系统的硬件设计部分,首先设计实现了DSP TMS320LF2407芯片的外围电路包括JATG下载电路、时钟震荡电路、外部存储器接口和SPI接口电路;接着完成了FPGA Cyclone EP1C6PQ240芯片的配置电路包括JATG下载电路和E~2PROM外围电路的设计;最后是确定了USB芯片和DSP微控制器间的并行接口连接方式并进行了电路设计。在硬件设计完善的基础上制作了系统PCB板。系统的软件设计部分,首先在FPGA内部通过编程实现一个SPI内核,与DSP中的SPI内核连接通信形成SPI主从模式:然后是USB固件程序的设计,完成设备的管理和数据的交换,主要包括微控制器、USB设备和外围电路的初始化和USB中断服务程序的编写。系统设计完成后进行了软硬件的调试并成功地实现了数据图像的采集和传输。