【项目简介】

随着生物医学工程和康复医学的蓬勃发展，肌电信号（EMG）采集技术成为评估肌肉活动状态、探究运动控制机制及衡量康复治疗效果的关键手段。传统肌电信号采集系统存在体积庞大、操作复杂的问题，在日常穿戴和长时间监测场景中不便使用。

本项目专注于设计并打造基于微控制器的可穿戴肌电信号采集器，以解决传统系统的缺陷。该采集器设计小巧轻便，符合人体工程学，佩戴舒适，适合长时间使用。具备实时采集功能，能快速采集、高效处理肌电信号，并即时传输和显示数据；凭借高灵敏度和低噪声特性，确保采集信号精准可靠；通过低功耗设计，大幅延长设备续航时间，同时配备友好用户界面（UI），方便用户查看和保存数据。

在设计实现过程中，选用 STM32 系列微控制器、特定肌电传感器和低功耗电源管理模块等关键元器件，搭建涵盖微控制器电路、肌电信号处理电路、通信接口等的系统架构，完成原理图绘制、PCB 制作与调试，编写固件程序实现肌电信号的采集、处理和传输，开发用户界面程序便于数据显示与保存。经全面测试优化后，该采集器能精准采集和处理肌电信号，为运动科学研究、康复治疗方案制定等提供数据支持，在相关领域应用前景广阔。

【项目创新点】

1. 高适配性硬件选型与架构：选用 STM32 系列微控制器（如 STM32F103C8T6）作为核心，搭配特定高灵敏度肌电传感器，结合低功耗电源管理模块，构建紧凑且高效的系统架构。硬件设计充分考虑可穿戴特性，采用微型贴片式传感器与柔性电路板，大幅缩减设备体积与重量，适配手腕、手臂等多部位佩戴，兼顾便携性与功能性。

2. 三级信号放大与精准处理：创新采用三级放大电路，运用 AD623ARZ - R7、TLC2274AIDR 和 TLC2272CDR 三个放大器芯片，逐步对微弱肌电信号进行放大。一级放大初步增强信号，二级放大进一步提升强度并输出增益与原始信号，三级放大完成最终放大并为电路提供稳定电压，确保信号能被微控制器准确接收处理，保障采集信号的精准度。

3. 多模块协同与实时交互：整合信号采集、处理、传输、显示等多模块，实现协同工作。通过 2.4GHz 无线射频技术或蓝牙模块（如蓝牙 5.0），实现肌电信号实时传输，一方面经 IIC 通信在 OLED 显示屏绘制波形，另一方面同步上传至手机 APP，方便用户直观查看肌肉活动状态，实现 “采集 — 处理 — 传输 — 显示” 全链路高效响应。

4. 低功耗与安全设计兼顾：从硬件和软件两方面进行低功耗设计，硬件选用低功耗元器件，软件优化程序算法与模块工作时序，减少不必要运算和数据传输，延长设备续航。同时，注重系统安全性，在电气安全上严格进行电路测试与绝缘处理；数据安全方面，考虑对无线传输数据采用加密算法；软件安全上开展全面测试与漏洞修复；使用安全上选用亲肤材料，优化设备形状和重量设计。