扫描电子显微镜（SEM）是观察和分析微观物质形貌和特性的重要工具，它广泛应用于物理、化学、地质、电子工业和生物科学。在目前使用的SEM 中，有大量SEM 由于生产年代较早，未配备图像采集功能，无法与广泛应用的PC 机连接，且不能实现电子版图像的存储、后期处理，难于提供高质量的图像进行其他用途的分析、利用。 本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）技术的图像采集系统设计方案，用于升级老型号SEM 图像采集功能。整个硬件设计充分考虑了系统将来的可移植性、便携性以及运行的可靠性。使用可编程芯片FPGA 对信号采样进行逻辑控制，只需在线更改嵌入程序即可满足各种图像采集的要求，便于调试和升级应用。控制板以DSP（高性能数字信号处理器）为基础，外部扩展RAM 和FLASH，通过USB2.0（通用串行总线）接口直接与PC 机通讯。 另外，本文编写了配套的图像采集系统应用软件。通过其友好的客户界面可以完成采集参数设置、采集控制、图像显示、电子图像保存、图片处理及多种个性化设置，如反色显示、彩色显示等。 目前，本系统已实际应用于实验室中，整个系统操作简便、运行稳定且具有很强的可移植性。文中最后给出了本系统实际运行时获得的图像，其线条清晰、图像逼真。而且，经长时间运行可保证本系统性能稳定、可靠。