可见光通信（VLC）技术凭借无需电磁频谱认证、通信安全可靠、保密性强等优势得到越来越广泛的应用。多输入多输出（MIMO）技术无需增加天线带宽和发送功率，以空间复用方式提高信道容量和频谱利用率，是高速VLC系统的极佳选择。基于MIMO技术的室内VLC系统使用DSP芯片学习信道相关矩阵H，并对H矩阵和接收信号进行相关运算，最终恢复出发射端数据。使用DSP芯片对H矩阵进行处理是实时恢复发射端数据的关键技术之一。本文首先介绍了VLC和MIMO技术的一般性理论，接着分析了MIMO室内VLC系统的原理，讨论了MIMO系统的关键技术。其次，阐述了基于DSP的MIMO室内VLC成像系统的设计与实现。选用MSP430F149单片机作为输入信号的控制芯片，实现对发送数据的有效控制。设计了光学成像系统，保证成像光斑与探测器阵列的尺寸相匹配。给出了基于TMS320F28335（DSP）的数据处理方案，并通过软件设计，实现了A/D模块的数据采集、DMA方式的数据传输和SCI方式的数据通信。在1Mb/s的发送速率下分别对接收端四路光斑无重叠和存在重叠的两种情况进行测试。两种情况都完全正确的恢复出原始信号，验证了系统的可行性。最后，对提高系统采样速度和精度的必要性进行分析，并给出了ADS8364芯片与DSP的接口设计和实现A/D转换的软件设计。采用中值滤波法进行软件设计和实验测试，通过对TMS320F28335芯片内部的1.9V基准电压进行10次采样，利用中值滤波去掉最小和最大的3个值，取中间的4个值求平均。实验得出：中值滤波法能够将DSP采样精度提高7倍左右。