面向八通道肌电信号处理的微控制器设计
Design of the Microcontroller for Processing Eight-channel Electromyography Signals
崔阳 1郭金玉 2李博瀚 3付艳秋2
作者信息
- 1. 沈阳化工大学 信息工程学院,沈阳 110142;中国科学院 沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室,沈阳 110016
- 2. 沈阳化工大学 信息工程学院,沈阳 110142
- 3. 中国科学院 沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室,沈阳 110016;沈阳工业大学 信息科学与工程学院,沈阳 110027
- 折叠
摘要
该文提出了一种基于嵌入式ARM系统的面向肌电信号处理的微控制器设计方案.利用肌电信号采集和处理模块对人体表面肌电进行采集、滤波和放大处理,通过A/D转换器将处理后的数据传输到嵌入式ARM系统中,实现肌肉运动状态的实时监测.为了实现高速采集模拟信号并将其转换为数字信号,该文在硬件设计中采用了内置8通道的12位A/D转换器和转存A/D数据的DMA控制器于一体的nRF52840芯片解决方案.实验结果表明,设计的肌电微控制器具有高精度、高稳定性和快速响应的特点,能够满足基于表面肌电信号的手势识别或假手控制等研究的要求.
Abstract
This paper proposes a design scheme for a microcontroller based on embedded ARM system,targeting the processing of electromyography(EMG)signals.The scheme utilizes EMG signal acquisition and processing modules to collect,filter,and amplify surface EMG signals,and transmits the processed data to the embedded ARM system through A/D converters,enabling real-time monitoring of muscle movement states.To achieve high-speed acquisition of analog signals and their conversion into digital signals,this paper employs the nRF52840 chip solution with a built-in eight 12-bit A/D converters and a DMA controller for transferring A/D conversion data in the hardware design.Ex-perimental results demonstrate that the designed EMG microcontroller features high precision,high stability,and fast response,meeting the requirements for studies involving gesture recognition or prosthetic hand control based on sur-face EMG signals.
关键词
微控制器/嵌入式ARM系统/肌电信号处理/数据传输/稳定性Key words
microcontroller/embedded ARM systems/EMG signal processing/data transmission/stability引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金项目(62273336)
国家自然科学基金项目(92048302)
国家自然科学基金项目(62203430)
国家自然科学基金项目(U20A20197)
国家自然科学基金项目(U22A2067)
国家重点研发项目(2022YFF-1202500)
国家重点研发项目(2022YFF1202502)
辽宁省应用基础研究计划项目(2022JH2/101300256)
出版年
2024
NETL
NSTL
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