高性能低成本的视频系统在工业、军事、航空航天领域中需求巨大,近年来CMOS图像传感器CIS(CMOS Image Sensor)技术迅速发展,在集成度,工艺复杂度,功耗,成本和开发周期等方面相比CCD具有明显的优势。因此,通过对基于高性能指标CMOS图像传感器成像系统进行研究和开发,迅速掌握核心技术,积累必要的技术储备和经验,对满足我国将来在相关领域的需求有着积极的推动意义。计算机技术的发展,对外围设备的接口技术也提出了更高的要求。通用串行总线(Universal Serial Bus)具有即插即用、热插拔、传输可靠、速度快、总线供电等诸多优点,使得它在计算机外围接口中占据了越来越明显的优势。目前,各种计算机,尤其是个人电脑及其外围电子设备大量采用标准USB接口,标准USB接口已经成为必须的接口之一。本文研究了CMOS图像传感器的发展历程及现状、工作原理、性能特点,着重分析了CYPRESS公司的IBIS5-A-1300型CMOS图像传感器,并以此芯片为核心完成了成像系统的设计。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。基于CY7C68013芯片设计USB2.0传输接口,实现图像信号的高速传输。硬件上将图像传感器成像模块和时序控制模块分离设计,PCB采用四层板双面元器件的制板结构,利用低压差稳压器(LDO)对系统供电。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。同时基于Matlab平台设计了直观的灰度图像处理软件。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。