本文主要研究了面向高分辨率面陣CCD的一種新型信號采集系統(tǒng)的軟硬件設計和實現(xiàn)。該系統(tǒng)可用于數(shù)碼相機以及對分辨率要求較高的圖像處理場合，其研究平臺為NIOSII SOPC嵌入式系統(tǒng)。 因為NIOSII處理器是一個嵌入的軟核，有利于構建自己的專用嵌入式系統(tǒng)，能以較低的成本開發(fā)出高性價比的專用系統(tǒng)。所以在系統(tǒng)設計時，以NIOSII軟核處理器為核心，外加單片機實現(xiàn)低速外設的配置及控制，使該采集控制系統(tǒng)具有較強的擴展性，較高的靈活性。 本文的主要工作有： 對面陣CCD-RJ21P3AH0PT傳感器、可編程芯片EP1C6、NIOS II處理器、SDRAM存儲器以及變焦鏡頭等相關資料進行了整理和消化，設計了以116腳BGA封裝的LR38642為核心的采集控制PCB，該PCB為4層電路板。并對所設計的各個功能模塊分別進行了調(diào)試和測試。 研究了面陣CCD-RJ21P3AH0PT及其驅(qū)動控制芯片LR38642在單片機+基于FPGA實現(xiàn)的NIOSII軟核處理器控制下實現(xiàn)圖像采集、保存、處理以及相關功能。其中重點以SOPC技術為基礎，實現(xiàn)了SDRAM與IR3Y48A1之間以Avalon數(shù)據(jù)流模式的DMA傳輸控制，同時對采集后的數(shù)據(jù)存儲到CF卡及在LCD上顯示也進行了一定研究，并最終實現(xiàn)了采集后的圖像數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上顯示。 在充分考慮面陣CCD-RJ21P3AH0PT傳感器的相關參數(shù)的前提下，設計了在CPLD+單片機的控制下的多路可控電源，保證了面陣CCD的上、掉電時序。 研究了CPLD+單片機實現(xiàn)F2.8鏡頭的手動變焦、聚焦、快門及光圈的控制，探討了自動鏡頭控制的相關技術。實際控制時，采用了兩種方法，一是手動控制方式，一是基于PC機控制方式，其中手動控制方式通過在CPLD中用VHDL編程實現(xiàn)相應控制。PC機控制方式通過C++ Builder、Keil C以及VHDL編程實現(xiàn)PC機對鏡頭的控制，采用兩種方法其主要目的是為了今后實現(xiàn)全自動鏡頭控制積累了一定的調(diào)試經(jīng)驗。