针对普遍存在的电机转动故障，设计了一种可靠的电机旋转信号的采集与检测装置，并给出了测试系统的总体设计方案及软硬件实现。该系统由高速频率计数FPGA模块和SOPC片上系统构成，采用NIOS II作为系统控制单元，控制计数器的工作，并辅以适当的软、硬件资源完成以FPGA为核心的高精度频率计设计。将计数结果由串口发送给上位机做进一步的信号分析，如FFT和谐波小波包，以得到更详细的信号频谱分布，以此作为故障信号的判断依据。利用NIOSⅡ技术开发的频率计使外围测量硬件电路结构简单、性能更稳定可靠，并且可以灵活地实现定制应用。经过实验表明，该测试系统能够很好地完成机械系统的故障检测。