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在当今信息社会中，人们在各种生产、科学研究和社会活动中无处不涉及到信息的交换和利用，传感器作为获取各种信息的主要工具被广泛地应用在各个领域。
传感器技术作为信息的源头技术是现代信息技术的三大支柱之一，是一门对高新技术极度敏感，由多种技术相互渗透，相互结合而形成的新技术密集型工程技术学科，更是一门基础性的实验学科，被大中院校普遍重视。但高校实验室作为培养学生动手能力和科研创新能力的基地，其现有的传感器实验平台所能做的基础实验已经跟不上传感器技术发展的需要，学生在实验过程中无法深入了解新型的传感器技术，从而限制了其创新性设计和自由发挥的能力。针对现有设备落后的严峻问题，本文提出了一种基于MCU和USB技术的传感器综合实验平台的设计方案，并预留了可扩展接口，为学生的自主设计提供接口。
本文详细介绍了传感器综合实验平台的数据采集系统的设计方案。在硬件设计部分，由传感器探测的信号经过信号调理（滤波放大等）后，由采样转换芯片进行A/D采样，采样值经过处理后可以直观的在传感器综合实验平台的LCD显示屏上显示出来，同时下位机还可以通过USB总线与上位机实现双向通讯，包括命令传输和设备数据传输等。为了满足系统设计要求，硬件采用开放性、模块化设计，主要包括硬件电路的主控板模块、多功能虚拟仪器模块、低/音频信号发生模块、LCD显示模块，传感器测量接入模块及各个独立源模块。控制器的核心器件采用华邦公司的W77E058单片机，模数转换采用PIC单片机的模数转换通道，USB总线接口芯片选用CH372芯片，数据和波形显示采用北京迪文M600驱动模组的LCD显示屏作为载体。其中，在传感器的主控制板的设计上，包括前置放大电路、数据采集电路、USB接口电路和LCD显示电路设计上，做了详尽的介绍，给出了电路图、原理图等。
在已经建立好的硬件基础上，首先规划了软件的总体设计，从固件设计、驱动程序设计和应用程序设计三个部分来介绍传感器综合实验平台的软件设计。固件设计首先定义了主控单片机和数据采集单片机之间的通信协议的数据包格式，采用C语言编写了数据采集单片机的程序和主控单片机的程序，给出了部分程序和流程图。驱动程序设计是将CH372提供的应用层接口(API)库编写成应用程序编程环境能识别的接口函数，并编写了中间层的部分函数。在应用程序设计部分，首先对USB接口通信涉及到的动态链接库做了简单的介绍，并详细介绍了在开发环境中如何实现接口通信，接着详细介绍了应用程序的设计。上位机应用程序采用LabVIEW和C语言混合编程实现，详细介绍了各个功能模块的程序设计，包括运行菜单、实验仪使用说明、功能选择、命令包、数据采集部分、数据处理部分和实验报告生成模块等设计。在系统的调试部分，给出了USB通信的调试步骤、实现方法和结果图，应用程序的调试方法及典型的调试结果图，系统整体调试的实物图，以及在调试过程中遇到的问题及解决方法，并简单介绍了传感器实验平台系统的各个组成部分。传感器综合实验平台的软硬件经过调试，各项功能基本实现，达到预期的指标。最后，对本课题所做工作进行了总结，对今后需要做的工作做了规划。
最终本论文设计了传感器综合实验平台的硬件系统和软件系统，实现了集各类传感器功能选择、参数设置、数据采集、数据处理、实时数据计算、特性曲线比较分析、波形显示、实验报告实时填写生成、存储和打印等多个功能于一体的计算机应用程序，为科研和教学提供一个可自由扩展的创新型传感器综合实验平台。本教学实验平台具有综合性、模块化、易于连线和二次开发的特点，更具有低功耗、高速度、通用性和可扩展性优势。方便学生在实践中熟悉并掌握传感器技术，并能自主创新设计、验证传感器实验，在教学实践中应用效果良好。