基于FPGA的下肢肌電信號數(shù)據(jù)采集與傳輸研究.pdf

1、康復(fù)訓(xùn)練是恢復(fù)和提高運動型障礙患者肢體運動能力的重要手段。傳統(tǒng)的康復(fù)方法以治療師輔助訓(xùn)練為主，效率低，不能滿足康復(fù)的需求。基于肌電信號控制的下肢康復(fù)機器人是通過采集人體下肢的肌電信號進行處理，識別人的運動意圖以控制機器人的運動，通過機器人帶動肢體運動達到康復(fù)訓(xùn)練的目的。
　　 作為康復(fù)機器人的控制信號源，肌電信號的采集是實現(xiàn)康復(fù)機器人功能的前提和基礎(chǔ)。由于肌電信號的微弱性、易受干擾等特點，研究設(shè)計一個能采集有效肌電信號、方便實用

2、、性能穩(wěn)定的肌電信號采集設(shè)備對于實現(xiàn)肌電信號的控制作用具有關(guān)鍵的意義。
　　 本文根據(jù)下肢康復(fù)機器人的功能需求和肌電信號的特點，研究設(shè)計了一個低成本、實用方便、采集精度高、傳輸速度快、實時性好的多通道肌電信號采集傳輸系統(tǒng)。首先分析了該系統(tǒng)的功能需求，根據(jù)肌電信號的特點，以虛擬儀器理論為指導(dǎo)，設(shè)計了系統(tǒng)的總體架構(gòu)，包括信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)傳輸接口電路、FPGA邏輯控制電路和上位機軟件等功能模塊。其次，選擇合理的芯片，對

3、系統(tǒng)的硬件電路進行設(shè)計。設(shè)計了信號調(diào)理電路、以A/D芯片為核心的數(shù)據(jù)采集電路和以PCI9052為核心的數(shù)據(jù)傳輸接口電路，并使用FPGA作為控制芯片設(shè)計邏輯控制電路，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集過程和傳輸過程的控制。然后，設(shè)計開發(fā)了上位機軟件，包括驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件，實現(xiàn)了軟件對采集設(shè)備和過程的控制，使設(shè)備“虛擬化”。最后進行了肌電信號采集實驗，測試了系統(tǒng)的應(yīng)用效果。
　　 在實現(xiàn)各功能模塊的基礎(chǔ)上，本文重點對數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)傳輸接口電路、邏