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發布時間:2021-06-18 08:43  
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表面肌電分析系統——硬件電路設計
根據神經生理知識,肌肉動作電位將產生-90mV到30mV的電勢差,由于人體是電的不良導體(1MΩ數量級內阻),故從體表的貼片電極上只能獲得1mV左右的峰值。根據文獻,SEMG中往往混合著甚低頻(接近直流)和高頻的干擾信號,而有效的肌電信號頻譜分布在10-500Hz間。故從貼片電極檢測出的信號需經過高通濾波(隔直處理)、高倍放大、低通濾波(濾除高頻干擾)等信號調理過程。
采樣電極采用Ag/AgCl表面電極,其極化電壓小,能快速獲得穩定的肌電信號。本設計中一個電極由三片相互平行的Ag/AgCl電極構成,中間電極為參考地端,兩側兩個構成差分輸入端。引入的參考地端電極有效降低了噪聲干擾,提高了共模抑制能力。

表面肌電分析系統——MCU
MCU采用MSP430F167,其片內外圍豐富,有DMA、12位AD模塊(ADC12)、硬件乘法器(MPY)、USART、16位Timer及多達48個I/O口。本系統中,利用ADC12對肌電信號采樣,并對采樣結果進行濾波處理,提高了采樣的準確性;DMA配合ADC12使用,大大提高了讀取AD采樣結果的速度;MPY極大提高了數據處理速度。本系統運行于8M時鐘下,且設定采樣頻率為2000Hz,完全滿足采樣間隔要求。
FLASH采用了8Mbit的SST25VF080B,與MCU間采用SPI接口,操作方便。本系統中,每個采樣數據占兩個字節,可記錄近500秒的肌電信號,完全滿足肌電信號的一般處理需要。特別是,當需要完整記錄運動員在某一運動過程中肌電信號變化情況時,本裝置特有的無線連接及超長存儲時間的優點是傳統采集儀所不具備的。
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