图像信号的采集和处理在科学研究、工农业生产、医疗卫生、公共安全等领域得到了越来越广泛的应用,而这些工作都需要一套高速的图像采集系统来完成。同时图像采集也是进行图像处理、图像压缩、图像识别的基础,所以对图像采集系统的研制有着重要的现实意义和价值。要对图像进行采集就需要一种高速的,能进行长时间、大吞吐量数据传送的计算机接口。USB 2.0接口就是一种符合图像采集要求的计算机接口。同时USB接口还具有支持热插拔、占用系统资源少、易于扩展、使用方便等优点。当前,计算机的许多外围设备都采用了USB接口来实现与计算机间的数据通信。另外,随着CMOS图像传感器的快速发展,它将图像传感部分和控制电路高度集成,与CCD图像传感器相比,具有体积小、功耗低、控制简单、价格低廉等优点,适用于构成小型化、低功耗的图像采集系统。在图像系统设计中,得到广泛的应用,成为研究和开发的重点。本课题“基于USB接口的CMOS图像采集系统设计”,就是要设计一套高速而且小型化的图像采集系统,并通过该采集系统上的USB2.0接口来实现高速的数据传输,将数据送到计算机去进行处理、存储和显示。在课题研究中,主要从硬件设计和软件设计两方面展开讨论,给出了系统的原理图、关键代码和程序流程图,并对该系统进行了综合测试。本系统采用主要元件包括Cypress公司的FX2系列的CY7C68013芯片,Micron公司MT9D112图像传感器等。本文在分析研究USB技术和CMOS图像传感器特征的基础上,围绕设计目标从整体方案、控制芯片及传输类型的设计选择。基于USB2.0的图像采集系统软件设计等方面阐述了主要开展的设计研究工作。在硬件部分,首先介绍了接口芯片CY7C68013和采集芯片MT9D112的性能和特点,然后给出了具体的硬件设计方案。软件部分,在USB2.0协议的基础上提出了采集系统的CY7C68013固件程序的设计思路,在完成采集系统固件程序开发的基础上,论文对固件程序中主程序、初始化函数、端点配置以及FIFO接口设计等内容进行了论述。驱动程序作为底层硬件和应用程序之间的桥梁,采用WDM模型,以IRP作为消息传播的载体,以WINDDK作为开发工具,来实现与Windows系统底层核心机制交换的功能。应用程序为用户提供界面并最终将USB数据传输的结果提供给用户。本设计重点对固件程序、系统设备驱动程序和Windows应用程序的设计实现技术进行了深入论述。本课题完成了基于USB2.0的CMOS图像采集系统的设计。结果表明,该系统软硬件能够很好的配合工作,测试了系统的有效传输速率,取得了一定的研究成果。