工业相机作为机器视觉系统最重要的组成部分之一，选用时不仅需要考虑对检测环境的适用度和功能性，还需要考虑对整个系统成本的影响。本课题从为实验室提供经济化和小型化的图像采集前端的目标出发。设计一台基于嵌入式系统且具有通用接口的CCD相机。本文首先了解了国内外机器视觉和工业相机发展现状及趋势，研究了CCD图像传感器工作原理及性能，然后分析两种CCD图像恢复算法在硬件上的实现方法。由此设计基于FPGA的CCD图像采集前端系统。课题设计的关键点在于：1.对选用的CCD芯片四相驱动时序的理解，并通过FPGA产生相应的脉冲；2.对数据流水线存取并进行处理，实现实时的图像显示。本课题的完成包括硬件平台和硬件逻辑两个部分。硬件平台有两块PCB板拼接而成。顶层为双层板CCD图像采集模块，主要包括CCD芯片及其驱动电路。底层为四层板的FPGA核心控制模块，主要包括FPGA芯片、A/D芯片、SRAM构成的存储模块、CameraLink接口及它们的外围电路。芯片的选择及PCB布局布线都从根本上决定了系统是否能达到小型化和经济化的目标。硬件逻辑通过Verilog语言实现，按硬件电路划分为需对其实现控制的子模块，最主要的几个模块包括：CCD时序产生模块，A/D寄存器配置模块，乒乓操作模块，图像算法模块和接口传输模块。因为硬件逻辑是通过FPGA的可编程特性在其内部例化程序来实现，不需要改变外围实际电路连接，具有很大程度的灵活性。最后，本文完成了硬件电路平台的搭建和程序的编写，通过示波器测试CCD驱动及输出引脚，显示系统能正常采集光信号。然后对传入上位机的图像进行分析再调整内部程序，得到了比较好的实验结果，达到了课题预期的目标。