本文主要研究了面向高分辨率面陣CCD的一種新型信號采集系統的軟硬件設計和實現。該系統可用于數碼相機以及對分辨率要求較高的圖像處理場合，其研究平臺為NIOSII SOPC嵌入式系統。 因為NIOSII處理器是一個嵌入的軟核，有利于構建自己的專用嵌入式系統，能以較低的成本開發出高性價比的專用系統。所以在系統設計時，以NIOSII軟核處理器為核心，外加單片機實現低速外設的配置及控制，使該采集控制系統具有較強的擴展性，較高的靈活性。 本文的主要工作有： 對面陣CCD-RJ21P3AH0PT傳感器、可編程芯片EP1C6、NIOS II處理器、SDRAM存儲器以及變焦鏡頭等相關資料進行了整理和消化，設計了以116腳BGA封裝的LR38642為核心的采集控制PCB，該PCB為4層電路板。并對所設計的各個功能模塊分別進行了調試和測試。 研究了面陣CCD-RJ21P3AH0PT及其驅動控制芯片LR38642在單片機+基于FPGA實現的NIOSII軟核處理器控制下實現圖像采集、保存、處理以及相關功能。其中重點以SOPC技術為基礎，實現了SDRAM與IR3Y48A1之間以Avalon數據流模式的DMA傳輸控制，同時對采集后的數據存儲到CF卡及在LCD上顯示也進行了一定研究，并最終實現了采集后的圖像數據在LCD顯示屏上顯示。 在充分考慮面陣CCD-RJ21P3AH0PT傳感器的相關參數的前提下，設計了在CPLD+單片機的控制下的多路可控電源，保證了面陣CCD的上、掉電時序。 研究了CPLD+單片機實現F2.8鏡頭的手動變焦、聚焦、快門及光圈的控制，探討了自動鏡頭控制的相關技術。實際控制時，采用了兩種方法，一是手動控制方式，一是基于PC機控制方式，其中手動控制方式通過在CPLD中用VHDL編程實現相應控制。PC機控制方式通過C++ Builder、Keil C以及VHDL編程實現PC機對鏡頭的控制，采用兩種方法其主要目的是為了今后實現全自動鏡頭控制積累了一定的調試經驗。