随着信息技术的发展,图像传感器越来越多的应用在科学研究和生产生活中,目前使用的主要是CCD图像传感器和CMOS图像传感器。其中以CCD为采集数据源的图像采集技术取得了长足的进步,作为高性能的光电图像传感器以其优良的性能广泛应用于遥感成像、高精测量、景物鉴别、图文传真和工业检测控制等领域。本文在分析当前图像采集系统的前提下,充分利用USB和FPGA的高速、灵活等优势,提出并设计了一种基于USB接口的线阵CCD图像采集系统。系统以Xilinx公司的FPGA为核心控制器,设计了线阵CCD驱动模块、图像数字转换器驱动模块、FIFO控制模块、USB接口控制等模块。采集的图像数据通过USB总线传送到PC机,并利用编写的应用程序实时显示。在图像采集系统的硬件设计方面,选用东芝公司的TCD1209D芯片进行线阵CCD硬件驱动电路设计,利用具有相关双采样技术的图像数字转换器XRD98L59作为CCD输出视频信号的AD转换器,选用支持USB 2.0传输协议的USB控制器CY7C68013设计了接口电路,以及系统的FPGA核心控制器XC3S200电路及其外围电路等。在软件设计方面,利用Xilinx公司的ISE 8.2软件丌发平台采用Verilog HDL硬件描述语言实现线阵CCD驱动时序、图像数字转换器驱动时序、以及Slave FIFO接口方式的USB控制芯片驱动时序设计;对USB的固件程序、USB驱动程序以及PC机端的Windows应用程序设计进行了重点的讨论。在完成了软硬件设计后,对系统进行严格调试。实验结果表明,本文提出的设计方案可行,所设计的图像采集系统能够完成对CCD所采集到的图像进行实时的显示并存储等基本功能。