随着卫星技术的发展,设计周期短成本低的小卫星的应用也越来越广泛,目前已成功应用于科学研究,测绘、军事、通信等领域。空间相机控制器作为卫星的一个下位机系统,是相机系统和卫星平台联系的纽带,负责相机的某些重要功能的控制和运行管理。为了满足小卫星系统的要求,设计一种结构简单、实时性好、可靠性高、成本低、数据处理能力强的相机控制器为本文的研究目的。本文源于空间测绘相机下位机系统的任务要求,介绍了基于DSP和FPGA的相机控制器设计方案,详细讲述了相机控制器的硬件系统及功能模块(包括模式控制、通讯控制、调焦控制等)的具体实现;分析了CAN总线在小卫星通讯系统应用中的优点,介绍了DSP与CAN总线的通信电路的设计;分别介绍了与成像单元、编码器单元等模块通讯的RS422通讯的电路实现,以及用于相机控制器地面调试的USB通讯电路设计;软件方面,设计了DSP平台下的空间相机像移速度计算以及模式控制等的软件程序;介绍了使用FPGA实现UART异步串行口、逻辑控制、中断产生等的具体过程;分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的特点、工作原理以及μC/OS-Ⅱ在系统应用中的任务调度与任务同步。将μC/OS-Ⅱ引入到相机控制系统中,并根据相机控制器的功能模块将相机下位机软件划分为多个μC/OS-Ⅱ任务,讨论了任务的编程实现与同步方法。另外制定了CAN通讯协议,完成了相机控制器与卫星计算机的通讯软件。编写了USB固件程序及地面调试应用程序,提供了用户与相机控制系统的人机接口,方便系统的地面调试。最后,对系统软件设计的可靠性和实时性进行了简要的分析。文章最后,给出了相机控制器系统的调试与实验结果,并对本论文的研究工作进行了总结,分析了有待于解决的问题,对今后的工作进行了展望。