近几年，CMOS图像传感器以其集成度较高、功耗低、体积小、工艺简单、成本低且开发周期较短等特点，在工业、医疗、安保、监控、航空、航天和军工等众多领域，显示出强劲的发展势头。发达国家已经将CMOS图像传感器应用于星敏感器、遥感成像等空间探测、导航领域。因此先对民用级的CMOS图像传感器进行研究，并以其为核心设计一个成像系统，从而了解CMOS图像传感器的实际特性，掌握其使用方法，就可以为今后开发航天产品积累一些可借鉴的经验。本文研究了CMOS图像传感器的发展过程、现状、工作原理、与CCD图像传感器的比较、性能特点和使用方法。在系统设计中，以Cypress公司的IBIS5-A-1300图像传感器为成像核心，以MaxⅡ系列CPLD芯片EPM570T144C5为平台，完成了CMOS图像传感器的驱动时序设计，并且利用有限状态机的方法实现了传感器的卷帘快门模式、同步快门单斜率和多斜率光积分模式设计。系统的硬件部分具体实现时，采用了前端传感器和后端控制的分离设计，PCB采用四层板双面元器件的制板结构，采用低压差线性稳压器(LDO)给系统提供稳定电源，使系统具有高集成度、稳定性和灵活性的特点。实验证明，该系统工作稳定，功耗低，采集到的图像效果较好。本文最后对系统做了总结，指出不足之处和改进方法。本系统的设计对于其他同类系统具有一定的借鉴意义。