电荷耦合器件(CCD)是在MOS集成电路技术基础上发展起来的,是半导体技术的一次重大突破。由于它具有光电转换、信息存储和延时等功能,而且集成度高,功耗小,所以在固体图像传感、信息存储和处理等方面得到了广泛的应用。本文从CCD成像原理出发,设计了一套精密角度测量的数据采集系统。系统采用TOSHIBA公司高精度线阵CCD——TCD1501D作为光敏器件,结合数字信号处理技术,实现了亚像素定位测量。本文采用可编程门阵列FPGA来控制整个采集系统的时序,包括线阵CCD的驱动程序、AD内部存储器的设置、串口通信程序等,缩短了电路设计的周期,提高了电路设计的灵活性,使得电路具有了进一步发展的空间。选用AD9824作为模数转换芯片,简化了预处理电路,降低了噪声对采集系统的干扰,提高了数据的精度。最后通过亚像素定位算法,进一步提高了系统测量的精度。对CCD驱动电路进行实验,得到的CCD信号稳定可靠,表明驱动电路很好的和CCD配合。对AD9824寄存器进行读写,确定AD9824运行正常可靠。最后串口程序的实现,表明了整个采集系统能正常工作。通过理论分析、电路设计和具体实验,整个采集系统切实可行,相对于传统测量,具有精度高,无损测量等特点,具有很好的使用前景。