计算机技术的发展，对外围设备的接口技术提出了更高的要求。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。CMOS图像传感器技术在近些年来得以快速的发展，相较于传统的CCD图像传感器，其性能指标已经接近甚至超过了传统的CCD图像传感器。由于CMOS图像传感器的结构特点，决定了它的抗辐照能力更强，外围电路更加简单，大面阵的像素阵列更容易实现，非常适合航天工程中的应用，基于CMOS图像传感器在航天工程中的应用，是大势所趋。通过对基于高性能指标CMOS图像传感器视频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，对满足未来在航天领域的需求有着积极的推动意义。本文设计一个基于USB总线的视频采集系统，系统的敏感单元采用CMOS图像传感器，该系统具有传输速度快，即插即用，图像清晰稳定，总线供电，外围电路简单，成品体积小等技术特点。文中详细介绍了系统设计总的固件设计、驱动程序、设备描述符配置、上层用户端程序设计、相机时序设计、以及PCB硬件电路板设计。最后，通过实验，对相机的传输速率、CMOS图像传感器的各种工作模式，诸如开窗口，卷帘和同步快门等进行了详细的测试。