随着时代的发展,数字图像数据的采集和处理在科学研究、工农业生产、医疗卫生和公共安全等领域得到了越来越广泛的应用,而这些工作都需要一套高速的数字图像采集系统来完成。同时数字图像采集也是进行图像处理、图像压缩、图像识别的基础,所以对数字图像采集系统的研制有着重要的现实意义和价值。目前的图像采集设备大都要通过计算机接口将图像数据传输到计算机中,借助计算机的高运算速度和大存储容量完成图像采集工作。传统的计算机接口在处理图像数据传输时存在成本高、使用不便等问题,针对这种情况,本论文提出一种采用USB2.0接口技术的图像采集系统方案。基于OV7640的高速数字图像采集系统正是在这样的应用背景下开发的,该系统主要完成对图像的输出、处理和传输三个功能。图像的输出功能由CMOS图像传感器OV7640来实现,图像的控制处理由可编程逻辑器件EPM7128SLC84-10完成,图像的传输部分采用了USB2.0芯片CY7C68013,将图像数据传输到上位机。本课题就是要设计一套高速的数字图像数据采集系统,并通过该采集系统上的USB2.0接口来实现高速的数据传输,将数据送到计算机去进行存储和显示。在课题研究中,设计了图像采集系统的硬件电路,制作了PCB板,并对图像采集系统的软件部分进行了开发。该图像采集系统由三大部分组成:CMOS图像输出电路、CPLD图像控制电路、USB2.0图像数据传输部分。在硬件设计方面,论文提出了图像数据采集系统的总体方案,阐述了图像采集系统的工作原理,介绍了采集系统中用到的主要芯片以及系统硬件电路中主要模块的设计和PCB设计。在软件设计方面,介绍了USB Video Class标准视频驱动的架构;设计了采集系统的CPLD图像控制程序;还在USB2.0协议的基础上提出了采集系统的CY7C68013固件程序的设计思路,对固件程序中主程序、初始化函数、端点描述符等内容进行了论述。