便携式脑电采集处理系统的设计与实现.doc

第十一届中国研究生电子设计竞赛 技术论文 论文题目： 便携式脑电信号采集与处理系统的设计与实现 Design and Implementation of a Portable EEG Signals Acquisition and Processing System 参赛单位：西京学院 队伍名称：XXCS 指导老师：邱力军 参赛队员：刘文强 范启富 刘欢 完成时间：2016年6月18日目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 引言 3 1.1 研究背景和意义 3 1.2 有关脑电信号的分类 4 1.2.1自发脑电 4 1.2.2 诱发脑电 4 第2章 方案设计与论证 6 2.1 系统方案设计论证 6 2.2 系统方案设计 7 第3章 系统硬件设计 8 3.1 前置主放大电路 8 3.2 滤波器 9 3.2.1 高通滤波器 9 3.2.2 50HZ带通滤波器 10 3.2.3 低通滤波器 10 3.3 后置隔离放大电路 11 3.4 A/D转换电路 12 3.5 电路仿真 12 3.5.1 放大电路模块仿真 12 3.5.2 滤波电路模块仿真 13 3.5.3 滤波电路模块仿真 13 3.6 FPGA配置电路 14 3.6.1 SDRAM存储电路 14 3.6.2 FLASH存储器电路 15 3.6.3 USB接口电路 16 第4章 系统软件设计 17  4.1 FPGA程序 17 4.2 USB驱动程序 18 4.3 PC机应用程序 18 4.3.1 TFT控制器FTIP核 18 4.3.2 脑电波显示程序 19 第5章 系统功能实现 21 5.1 运行程序 21 5.2 采集信号 22 5.3 波形测量 23 5.3.1 波幅测量 23 5.3.2 频率测量 23 5.4 数据处理 24 5.4.1 地形图 25 5.4.2 棘波图 26 5.4.3 压缩谱阵 26 5.4.3 生成报告 27 第6章 总结与展望 28 6.1 技术总结 28 6.2 创新点 28 6.3 展望 29 参考文献 30  摘 要 脑电（electroencephalograph，EEG）信号是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层和头皮表面表现出的电现象。作为一种生物电信号，EEG信号包含了丰富的人体生理与病理信息，通过对EEG信号的研究,可以了解神经细胞电活动与人体生理心理状态之间的关系。 针对常规脑电图机体型较大,携带不方便,对操作要求过于专业且导联数较多而导致使用麻烦等缺点。我们在分析研究当前对EEG信号研究的基础上设计了一款可在 Windows XP系统下实现对EEG信号进行实时采集、分析处理、显示和存储的EEG处理系统。系统具有实时性好、界面友好、操作简单和信息管理便捷等优点。将数据采集卡和放大器封装在一起，与市面上同类产品相比，没有必要购置专用的上位机，降低了使用成本，也使得设备更加便捷。符合当前对EEG信号研究的发展趋势，满足现代在临床之外对EEG信号研究提出的新要求。 系统设计包括： 设计了EEG信号的放大和滤波电路。主要包括前置放大滤波、后放大电路, 并将处理结果显示在 PC 机屏幕上，为了便于对信息进行有效管理，设计信息管理系统，可以对用户信息和脑电信号进行存储和编辑等操作。 关键词 ABSTRACT EEG (electroencephalograph）signal is the electrophysiological activity of brain nerve cells in the cerebral cortex and the scalp surface phenomena. As a kind of bioelectricity signal, EEG signal contains rich in human physiological and pathological information, through the study of EEG signals, to the relationship between understanding the electrical activities of nerve cells and human physiological and psychological state. Advantages for routine EEG machine size is larger, carry convenient, request for the operation is too professi