表面肌電分析系統(tǒng)——硬件電路設(shè)計

根據(jù)神經(jīng)生理知識，肌肉動作電位將產(chǎn)生-90mV到30mV的電勢差，由于人體是電的不良導(dǎo)體(1MΩ數(shù)量級內(nèi)阻)，故從體表的貼片電極上只能獲得1mV左右的峰值。根據(jù)文獻(xiàn)，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(jīng)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(diào)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(wěn)定的肌電信號。本設(shè)計中一個電極由三片相互平行的Ag/AgCl電極構(gòu)成，中間電極為參考地端，兩側(cè)兩個構(gòu)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(tǒng)——MCU

MCU采用MSP430F167，其片內(nèi)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(dá)48個I/O口。本系統(tǒng)中，利用ADC12對肌電信號采樣，并對采樣結(jié)果進(jìn)行濾波處理，提高了采樣的準(zhǔn)確性;DMA配合ADC12使用，大大提高了讀取AD采樣結(jié)果的速度;MPY極大提高了數(shù)據(jù)處理速度。本系統(tǒng)運行于8M時鐘下，且設(shè)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(tǒng)中，每個采樣數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，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(dāng)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(yōu)點是傳統(tǒng)采集儀所不具備的。

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