FreeRTOS多任务生物电信号采集与肌电图EMG分析系统.docx

更新时间：2026-08-17 09:22:01 大小：44K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：FreeRTOS 生物电信号采集肌电图EMG STM32F777 ADS1298 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

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基于FreeRTOS多任务的生物电信号采集与肌电图EMG分析系统

1. 实验概述

肌电图（Electromyography, EMG）是一种通过记录肌肉活动时产生的生物电信号来评估神经肌肉功能的医学检测技术。EMG信号是由运动单元动作电位（Motor Unit Action Potential, MUAP）在时间和空间上叠加形成的复杂生理电信号，其频率范围主要在20-500Hz，幅度通常在0.1-5mV之间。EMG信号分析在临床诊断（神经肌肉疾病评估）、康复工程（假肢控制、康复机器人）、人机交互（手势识别、肌肉计算机接口）以及运动科学（肌肉疲劳监测、运动生物力学分析）等领域具有广泛应用。

本实验基于STM32F777NIH6微控制器，在FreeRTOS实时操作系统上设计并实现一套多通道生物电信号采集与肌电图分析系统。系统采用ADS1298（或ADS1299）多通道生物电势模拟前端（AFE）芯片，通过SPI接口以高速率同步采集4-8通道EMG信号。采集到的信号经过数字滤波（带通、陷波）、特征提取（均方根RMS、平均绝对值MAV、过零率ZC、功率谱中值频率MDF）和模式识别处理，最终通过USB虚拟串口将数据实时传输至上位机进行显示与分析。FreeRTOS的多任务架构使得数据采集、数字滤波、特征提取、通信传输和用户交互等任务可以并行运行，确保系统实时性。

实验内容涵盖ADS1298 AFE驱动开发、多通道EMG信号同步采集、数字滤波器设计（50Hz陷波+20-500Hz带通）、时域与频域特征提取算法实现、以及基于串口的上位机通信协议设计。通过本实验，开发者将掌握嵌入式生物电信号采集系统的完整实现方法，深入理解EMG信号处理流程与FreeRTOS实时多任务调度技术。

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