光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也称可见光谱；对光谱的研究已有一百多年的历史了。其中，电荷耦合器件CCD（Charge-Coupled Device）不仅具有体积小、灵敏度高、使用灵活等特点，而且能够在一次积分时间内探测一定波长范围内的所有谱线，使其在现代光谱采集或分析系统中被广泛使用。本文研究了一种以FPGA为控制核心的线阵CCD瞬态光谱采集系统设计方案，以弥补传统的光谱采集系统难于实现对瞬态光谱有效捕获的不足。论文在阐述了CCD器件实现光电转换的工作原理后，根据采集对象的特点，选取了具有电子快门功能的线阵TCD1304DG图像传感器作为探测器件，进而详细分析了其结构、功能及CCD输出信号特性。在此基础上，结合CCD输出信号的特点，采用具有相关双采样技术的专用视频信号处理器AD80066，完成对输出信号的模拟前端处理和A/D高精度转换，并将得到的数字量传送到FPGA内部FIFO存储空间，以此实现数据缓存和时钟域匹配。缓存数据经过处理后，在读出时钟作用下，经由USB2.0接口芯片实现光谱数据传输，以此完成了系统的硬件设计。系统软件部分设计中，采用Verilog HDL和原理图混合编程技术，实现了基于FPGA的驱动和控制程序的设计，且还对驱动和控制时序进行了优化设计。程序设计中，主要包括线阵CCD的时序驱动、AD80066的寄存器配置和采样接口控制、利用向导完成FPGA内部FIFO缓存配置以及USB的异步Slave FIFO写控制。USB固件程序设计，采用Cypress公司提供的固件框架，借以修改初始化函数和自定义函数，可以满足设计需求。通过仿真功能验证，所设计的程序满足正常工作要求，此与在电路板上实测结果与仿真波形有较好的一致性。最后，完成了系统整体电路的设计，并对采集系统各部分进行模块化调试，对关键组件部分给出了实测结果并对其进行了分析。通过板级调试结果表明，该采集系统最小积分时间可达到10μs，与普通的线阵CCD光谱采集系统相比，系统的移植性较强，控制方便；同时，还为更短积分时间、更高精度和传输速率的采集系统的研究打下了基础。