下位机的硬件设计由于USB不支持peertopeer的对等工作方式，而只是支持masterslave的主从工作方式，故本系统采用了PC与Cypress公司生产的EZ-USB微型USB控制器构成主从式连接框架。以EZ-USB作为USB总线控制器和下位机检测部分的控制器，EZ-USB中包含有USB模块，它集成了USB的发送/接收器、串行总线接口和收发缓冲区等。利用它的上行端口与上位机进行通信连接，完成大量的数据传输工作。利用它的下行端口与其它一些智能化端口连接，由于在本系统中还没有涉及到智能端口的扩展连接问题，因此这种设计是为了以后进一步的研究开发作准备的。
硬件连接原理图利用EZ-USB中标准的RISC结构中的I/O扩展接口向前端的传感器部分提供了数据通道，完成检测到的数据（经过了A/D转换）的输入工作，同时，也完成将上位机发送来的数据发送到前端接口端子的操作（经过了D/A转换）。另外，对于前端多路开关和A/D、D/A模块的控制，采用了I2C的总线控制方式，因为，在本仪器的后续开发中将集成一些其它的智能仪器和可编程模块，所以利用了I2C的技术来进行设备的扩展。
下位机监控程序设计监控程序的设计原则：监控程序的主要功能就是需要它能够及时响应来自系统或仪表内部的各种服务请求，有效的管理职能仪表自身的软、硬件及人机接口的设备；与系统中的上位机及时建立联系并交换数据信息；在系统出现故障时，进行相应的出错处理。根据以上的这些要求，EZ-USB监控程序主要包括以下几个部分：初始化模块、中断处理模块、前端数据采集部分的控制模块。
初始化模块负责按照默认的配置来复位各硬件部分的状态，为下一步进行与上位机的通信工作做好准备，特别的是：要将FirstRegister变量设定为1，因为这样才能保证正式开始工作之前，能够按照上位机的特性要求并结合下位机自己的特性来配置工作参数，而在正常工作时，通过将这个变量FirstRegister设置为0，来保证下位机以从上位机发送来的配置来运行程序。
中断处理模块完成与上位机的通信工作，实现从上位机获取配置参数和控制字的能力，同时可以实现通过USB模块中的上行端口向上位机发送数据的工作。由于在这个中断处理模块中采用了系统固化的程序，因此其处理速度非常快，而且由这些固化的程序来实现USB总线协议的一些要求。另外还实现监控程序的运行监控和故障处理功能、标定器的实时配置功能等。前端数据采集部分的控制模块通过扩展的I/O接口向前端的传感器和A/D转换器发送控制字，来控制它们的工作特性，同时根据上位机的要求拾取采集到的数据，并将其存放在数据缓冲区中。上位机软件设计上位机的软件包括两个部分：驱动程序和应用程序。
由于自动生成下位机的控制字的程序不需要进行显示，所以没有将它显示出来，同样的原因，数字滤波、线性化处理和标度变换等模块都没有在这个图示化界面中得到显示。通过由上位机向下位机发送配置字和控制字来自动遥控下位机的工作，再由下位机来控制前端传感器等接口端子和A/D转换的工作特性，实现了真正的智能化和自动化，这些特性在化工行业和一些不便工作人员进入的特殊环境下非常实用。
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