现代工业技术的发展对测量技术提出了新的要求，要求测量仪器能实时快速准确地对被测工件的尺寸进行测量，并且为了避免被测工件在测量过程因与测量仪器接触而产生损伤，还要求测量仪器能够进行非接触测量。通过对非接触测量技术和CCD应用技术的研究，本课题设计了以CCD为图像传感器、STM32为主控芯片的非接触在线实时测量系统。本文主要从两个方面对系统进行设计，光路部分和电路部分。在设计光路时，通过查阅文献对比各种光路方案，最终选择成像放大光路，将被测工件的尺寸信息经过透镜成像的方法，成像在CCD的光敏面上。电路部分主要包括电源模块、CCD模块、数据处理模块和USB数据传输模块的设计。本系统中的电源模块利用升压芯片及电源转换芯片实现了通过一根USB数据线对各个不同电压要求的芯片供电的功能。CCD模块中，利用STM32强大的控制功能的定时器功能实现CCD驱动时序的设计，得到了很好的驱动时序波形。数据处理模块中选用具有相关双采样及滤波放大功能的AD9945高精度快速数12位模转换芯片进行数据采集和转换，它可以消除了CCD数据信号中的复位脉冲信号，也能抑制CCD固有的暗电流噪声信号，并可以对CCD的输出信号进行模数转换。数据传输模块中采用USB总线与上位机进行通信，它支持热插拔，使用比串口等更加方便快速，它将AD9945处理后的数据传输到上位机中进行保存和显示。最后对采集的数据进行二值化处理，从数据中提取出被测工件像的左右边缘数据，对这两组数据分别进行曲线拟合，然后求其一阶导数，得到左右边界点，通过边界点横坐标之差求出成像阴影的大小，然后根据光学系统的放大率求出被测工件的测量值。