### 基于ARM的脑电信号采集系统设计
#### 概述
本文介绍了一种基于ARM处理器的脑电信号采集系统的设计方案。脑电信号（EEG）作为一种微弱的生理信号，其特征包括幅度小（大约5μV～100μV）、频率范围窄（0.5Hz～35Hz）、信噪比较低等特点。因此，设计一个高效可靠的脑电信号采集系统对于临床诊断、科学研究等领域具有重要意义。
#### 系统组成与设计
本系统主要包括两大部分：前端信号调理电路与后端数据处理及显示模块。前端电路负责对脑电信号进行预处理，提高信号质量；后端模块则基于ARM处理器进行信号处理与数据分析。
##### 1. 前置放大电路
由于脑电信号非常微弱，前置放大电路的选择至关重要。本系统采用了LMH6626和LT1167两款高性能运算放大器。LMH6626是一款低噪声宽带运算放大器，适用于对噪声要求极高的应用场合；而LT1167则是一款高性能仪表放大器，拥有极高的输入阻抗（1000 GΩ）、低噪声电压（0.28μVp-p）、低偏置电流（50pAg），非常适合于脑电信号的放大处理。
##### 2. 工频滤波电路
为了有效抑制常见的50Hz工频干扰，系统还设计了专门的带阻滤波器。通过合理设置电阻值（例如R4=1.7kΩ，R3=75Ω），可以显著降低工频干扰的影响，从而提高信号的纯净度。
##### 3. 数据处理与分析
后端数据处理模块基于LPC2214 ARM处理器。该处理器具有较高的计算能力，适合执行复杂的信号处理算法。系统采用μCOS-II实时操作系统管理多个任务，包括定时中断服务程序（TIMER1ISR）、A/D采样任务、数字滤波任务以及显示任务。其中，A/D采样任务为核心任务，负责将模拟信号转换为数字信号以便进一步处理。
#### 软件实现
软件设计方面，系统采用了Hanning滤波器来进一步消除残留的工频干扰。Hanning滤波器是一种常用的数字滤波技术，能够有效减少特定频率范围内的噪声。通过在ARM处理器上运行相应的滤波算法，可以显著提高脑电信号的质量。
#### 实验结果与分析
实验结果表明，该基于ARM的脑电信号采集系统能够有效地采集、处理脑电信号，并能够较好地抑制噪声和干扰。相比于传统的基于单片机的采集系统，本系统具有更高的精度和更好的稳定性。
#### 结论
本文提出了一种基于ARM处理器的脑电信号采集系统设计方案。通过精心设计的前置放大电路、工频滤波电路以及高效的数字信号处理算法，实现了对微弱脑电信号的有效采集与分析。未来，随着硬件技术的进步和算法的优化，此类系统的性能还将得到进一步提升，有望在更多领域得到广泛应用。
#### 参考文献
1. 余学飞. 医学电子仪器原理与设计[M]. 广州：华南理工出版社，2001.
2. 曾庆勇. 微弱信号检测[M]. 杭州：浙江大学出版社，1986.
3. 刘俊，张斌珍. 微弱信号检测技术[M]. 北京：电子工业出版社，2005.
4. 雷国伟, 郭剑雄，舒强，等. 基于DSP的癫痫脑电信号处理[J]. 现代电子技术，2007，30(11).
### 作者简介
钟文华（1979-），男，湖南株洲人，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统设计与应用。
