硼元素广泛存在于大气、水体、岩石、土壤、动植物体内，并广泛使用于各种合金和材料中，在农业、生物、环境、地质和工业领域有着广泛的实际应用价值。时间分辨荧光光谱技术是一种直接的测量方法，具有灵敏度高、抗干扰能力强、试样用量少和测量手续简单等突出的优点，越来越受到研究者的重视。　　 本文对硼元素含量测量方法的现状进行了调研，分析了各种方法的优缺点。研究了时间分辨荧光技术的基本原理，提出了将时间分辨荧光光谱技术应用于硼元素含量的测量中。对现有的时间分辨荧光光谱仪的整体结构进行了分析，采用模块化的设计思想，提出了具体的解决方案。整个系统由光路部分、光电转换、模拟信号调理、模数转换、前端采集控制、数掘存储、数据处理以及USB数据通信接口组成。光路部分负责分离出荧光信号和光源信号，降低强光源信号对微弱荧光的干扰，光电转换部分采用光电倍增管将微弱的荧光信号转换成电流信号，模拟信号调理将电流信号调理成具有适当幅值的电压信号，通过模数转换电路进行数字化。数据处理以DSP为核心，控制整个系统工作的流程，完成数据的处理和与上位机通信。前端采集控制以FPGA为核心，接受DSP的命令，控制模数转换器的工作，多路选择开关的选通，存储模数转换后的结果。　　 最后设计并实现各个模块的软硬件。文中详细的介绍了各个模块设计的软硬件设计过程，并结合具体情况，介绍了设计过程中使用的硬件设计技术。对于FPGA内部的逻辑设计，引入了有限状态机的设计方法，并对设计结果进行了功能仿真。　　 在完成软硬件设计之后，分别对各个模块进行调试，然后进行系统级的联调，最后进行了荧光测量的试验。选择了两套光源方案，脉冲氙灯和氮激光器。试验证明，选用的脉冲氙灯发出的能量不足以使得硼元素形成的络合物发出足够强的荧光。使用氮激光器能够检测到荧光的产生，样机试验具有良好的结果，达到了设计的要求。