便携式EEG信号采集仪硬软件设计

摘要

脑电图是人脑神经活动的窗口，在临床诊断、医学研究、脑机接口等领域有较高的价值。市面上的脑电采集仪因售价昂贵、便携性差、二次开发不灵活等缺点不能得到普及。
　　脑电波原始信号幅度极度微弱、采集时会被外部噪声干扰，是脑电采集的一个难点。本文采用三级放大器将脑电信号逐级放大数千倍，为了减小前置放大器引入的噪声并提高系统的共模抑制比，采用仪表放大器芯片INA129构成前置放大器。脑电中大量高频噪声和50Hz工频干扰会严重干扰信号的质量，因此采用100Hz低通滤波器和50Hz带陷滤波器滤除这些噪声。ADS8568作为一款模拟数字转换器，可完成8路通道、16位深度的同步采集，多片ADS8568可通过菊花链模式连接在一起，共同组成32路模数转换模块。数字电路部分采用STM32系列微处理器，可将数据写入SD卡中，亦可通过 USB虚拟串口将数据传至计算机。使用 USB虚拟串口通信既保证了传输带宽和稳定性，也方便了计算机端软件的开发。计算机使用MATLAB对数据数字滤波之后，将时域波形和频域波形显示在图形界面中。
　　脑电采集仪设计并完成之后，对其进行硬件、软件和系统测试，验证了整套设备的可行性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2发展现状概况

1.3论文主要研究内容

2 总体方案设计

2.1脑电信号及采集原理

2.2系统整体结构

2.3本章小结

3 硬件设计

3.1微弱信号放大滤波电路设计

3.2数字电路设计

3.3电源系统设计

3.4可靠性与整体设计

3.5本章小结

4 软件设计

4.1软件框架设计

4.2模数转换程序设计

4.3阻抗测量程序设计

4.4数据传输与存储

4.5信号分析与观察

4.6本章小结

5 实验结果与分析

5.1硬件测试

5.2软件测试

5.3系统测试

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1本文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间的科研成果