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發布時間:2021-07-12 11:02  
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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——USB接口介紹
本裝置的USB接口用于與PC機進行通訊,操作簡單方便。當需要將采集的肌電信號上傳到PC機分析處理時,MCU從FLASH內讀取存儲的肌電信號,通過UART接口發送到CP2102。CP2102用于實現USB信號與UART之間的轉換。CP2102與MCU及存儲電路之間獨立供電,在肌電信號采集階段及系統待機狀態下,CP2102不消耗電池能量;當與PC機通訊時,CP2102供電電路工作,其中的BM1117-3.3將USB總線的 5V電源轉換為 3.3V向CP2102供電。
表面肌電分析系統介紹
本系統中,PC機軟件采用Visual C 設計完成,主要涉及的內容為人機界面設計、串口通信編程、簡單算法實現和文件讀寫操作。人機界面設計主要用到一些按鈕、文本框等控件,用以提供對肌電信號采集裝置的控制;所有的通信編程使用控件MSCOMM實現,在PC機安裝CP2102驅動后,本裝置會被識別為一個串口設備;簡單算法主要實現對接收到的數據進行分析處理,還原為實際電壓值;讀寫文件實現將讀取到的肌電信號以文本形式存儲下來,便于利用其他數學工具(如MATLAB)進行分析處理。