基于嵌入式技术的表面肌电信号采集仪设计

本文主要探讨了基于嵌入式技术的表面肌电信号采集仪的设计与实现，该设备主要用于运动员的训练，具有便携性、稳定性和高效性。在硬件系统设计中，选择了Atmel公司的AT91SAM7SE512处理器作为核心，这款32位微处理器拥有丰富的外围设备接口，能够有效降低系统开发成本。系统包括表面肌电信号采集模块、人机接口模块和无线通信模块等，通过SPI、UART、TWI(I2C)、USB等接口进行数据通信。 表面肌电信号经过电极采集，经过硬件放大和滤波后，通过16位ADC进行高采样率的A/D转换。转换后的数据在处理器中进行实时处理，可进行本地显示、存储或通过USB或无线通信模块传输至PC端。系统还支持肌电波形的回放，人机交互界面通过带触摸功能的液晶显示屏实现，提供直观的操作体验。 在软件系统设计上，采用了嵌入式实时操作系统μC/OS-II，保证了多任务的实时性和可靠性。为了提升用户体验，系统进一步移植了μC/GUI图形库，创建用户友好的图形界面。此外，FATFS文件系统被用于SD卡存储机制，便于肌电数据的管理和操作。 软件系统架构分为肌电采集显示、本地肌电回放和肌电采集传输三部分。肌电采集显示负责实时采集、处理和存储肌电信号；本地肌电回放则支持已存储数据的回放和文件管理；肌电采集传输模块则根据用户选择，将数据实时传输到PC端进行进一步分析。 这种基于嵌入式技术的表面肌电信号采集仪结合了高效硬件和优化软件，为运动员训练和肌肉疲劳研究提供了便携且精准的工具。其在康复医学和体育科学研究中具有广泛的实用性，同时也展示了嵌入式技术在医疗电子领域的创新应用。