肌电测量或肌电图是查看人体神经、肌肉体系功用的重要办法，广泛应用于神经科、骨科、耳鼻喉科及口腔科。它可为临床确诊、医治神经肌肉体系疾患供给客观的科学依据。肌电丈量仪一般只具有在示波器上显现波形和记载波形的功用。前期，肌电信号经过照相对胶片进行显影才干看到;后来，把肌电信号描绘在肌电图纸上。这两种肌电信号记载法的组织都很杂乱。这儿介绍一种运用一般的示波器，经过单片机和A/D、D/A转化操控体系构成的，具有回忆、波形剖析（确诊）功用和各种操作的实时处理的低功耗智能肌电丈量仪。该肌电丈量仪可完结一次收集后，屡次重复显现、打印，完结了肌电信号丈量仪的智能化。
1 多功用肌电丈量仪的硬件规划
1.1 体系硬件结构框图
体系硬件结构框图如图1所示。
1.2 体系硬件的规划思维
1.2.1 电极
电极选用Ag/AgCl外表电极或针电极，它的极化电压很小，并且能很快稳定下来，因而有利于肌电信号的检测。本体系选用双电极，既可对同一点进行丈量，也可对不同两点进行丈量。
1.2.2 采样
肌电信号的频率会集在500Hz以下的低频部分，依据Nyquist采样定理可知，记载500Hz的信号，其采样频率有必要大于1kHz，故将该丈量仪每通道（左右双通道）的采样频率定为2kHz。将此丈量仪的频宽设置为10Hz～5kHz，既可确保将肌电信号记载下来，又可将硬件电路未滤掉的搅扰信号取进来再用软件进行滤波。
1.2.3 前置扩大器
前置扩大器为两路，选用四运放对称组合结构，对50Hz市电搅扰有较好的按捺才能。其输入阻抗约为15M，在大都情况下，不需求对皮肤作任何处理即可直接提取肌电信号，别的，扩大器的前端加装缓冲级，在运用不当时起维护扩大器的效果。
1.2.4 A/D转化器
A/D转化器选用转化速率为40kHz，分辨率为12位的AD574，其采样频率分为两种：EMG（Electromyograph）办法时为10kHz;SP（SilentPeriod）办法时为2kHz。此A/D转化器确保了对两种办法进行快速、高精度的采样。
1.2.5 D/A转化器
D/A转化器选用转化速率1MHz，分辨率12位的DAC1231，输出为双极性，改换运放选用LF358。
1.2.6 单片机
单片机是该丈量仪器的核心部件，由它操控A/D转化器、DMA操控器、存储器、打印机、键盘与显现等电路的作业。单片机还可以辨认电极是否与皮肤触摸杰出，并对获取的肌电信号进行动态数字滤波以消除搅扰。该丈量仪选用低功耗的CHMOS单片机芯片80C51BH，这种芯片答应的电源动摇规模较大，为5V±20%，并有三种功耗操控办法。
1.2.7 示波器
选用具有双通道、带宽不低于10MHz的恣意类型示波器即可完结该仪器的显现功用。
1.2.8 存储器
存储器芯片是为了长时间保存所获取的肌电信号，并在需求的时分提取欲剖析的肌电信号。在满意容量要求的情况下，选用低功耗、廉价的芯片，这儿选用低功耗、容量为64kb的CMOS EEPROMAT28C64。
1.2.9 抗搅扰处理
两路前置扩大通道选用四运放对称组合结构，此前置扩大通道可以将50Hz的市电信号衰减大于66dB，然后对差分办法呈现的50Hz搅扰信号用软件进行滤波。别的，在输入端电路中加上截止频率比较高的低通对称滤波器以消除无线电高频电磁辐射的搅扰。
2 多功用肌电丈量仪的作业原理
2.1 静息期作业办法（SP办法）
因为SP信号的频率会集在500Hz以下的低频部分，故该设备中每通道（左右共2通道）的取样频率规划为2kHz。从守时器T0（80C51的守时器T0设置成中止办法）守时抵达预置值后，每通道各取1024个丈量点为一页存于RAM中，并实时地以每0.05ms一个取样点的固定速率经过DMA向D/A转化器发送数据。D/A转化器将数字信号还原成模拟信号，经过一个低通滤波器，最终送至示波器完结波形的恢复。当需求波形冻住时，只要从键盘中打入“冻住”键，便将数据以当前页在荧光屏上冻住。
2.2 单一电位作业办法（EMG办法）
在单一电位作业办法时，A/D转化器受守时器T0操控，而D/A转化器则由DMA直接操控。在这种办法下，需求丈量的是一个个独自的运动电位，而不是从头到尾的一切信号。每逢需求的信号呈现时，期望它们显现在荧光屏相对固定的方位上，不要游动。当需求对其进行研究时，用另一条扫描线监督或捕捉后边的电位。一切这些操作和操控，都是在数据收集时由CPU在程序的分配下完结的。
针电极在同一点记载到的同一运动电位波形是类似的，即同一运动单位发生电位的时限、波幅是根本共同的，而不同单位发生电位的时限、波幅则不同较大。在本设备中，可以用波幅作为触发条件，在触发前，计算机用翻滚办法保存收集到的数据并对每一数据进行起伏查验，如不契合起伏则持续查找，契合后则依据寄存器的内容将翻滚存储器内容逆向维护，并持续向前存入波形剩下部分。在没有新的触发情况下，荧光屏上的波形将永久坚持下去。在有两个显现缓冲区的情况下，还可使屏上得到两个波形。
数据或波形需求打印输出时，只要在键盘上按下“打印”键，就可在现有状况下得到该状况下的显现成果。
3 肌电丈量仪中的典型低功耗规划
3.1 丈量仪中的典型低功耗部分的硬件图
丈量仪中的典型低功耗部分的硬件图如图2所示。
3.2 丈量仪中的典型低功耗部分的规划思维
3.2.1 器材的挑选
图2是低功耗多功用肌电丈量仪中低功耗规划的首要电路部分，该电路中的芯片悉数选用低功耗芯片，除单片机和存储器外，地址锁存器选用低功耗、肖特基TTL电路芯片74LS373。
3.2.2 存储器的低功耗运转
为了下降存储器的功耗，首要有必要选用低功耗的存储器芯片，其次使其作业在保持办法。虽然高速HCMOS28C64存储器的功耗小，可是对该低功耗丈量仪来说，还需求进一步地减小其功耗。当存储器的片选端CE为“0”时，存储器处于作业状况，作业电流大，读写操作时功耗大;当存储器的片选端CE为“1”时，存储器处于保持状况，此刻存储器的功耗小。图2给出了完结保持作业办法的具体办法，AT27C64的使能端
不接地，而与80C51BH的ALE端衔接。80C51BH进入待机形式时，ALE变为高电平，AT27C64进入低功耗备用状况，不再选通这个片外存储器。
3.2.3 单片机的低功耗运转
该丈量仪将单片机80C51BH设置成待机办法，当80C51BH对特别功用寄存器PC的IDL置位后，进入待机运转形式，此刻，CPU处于睡觉冻住状况，一些现行的数据将被保存下来，而中止电路、守时/计数器及打印机可持续作业。若完毕待机运转形式，可用中止或硬件复位的办法。
4 软件规划
4.1 规划思维
为了使软件与硬件比较完美地结合以完结所需的各种功用，在软件上采取了以下相应措施：
（1）在程序规划时，尽可能不运用软件延时，选用守时器中止的作业办法以削减CPU的作业时间。例如：在A/D进行信号转化与数据收集时，应该选用信号中止收集办法或守时中止收集办法而不该选用软件循环延时的收集办法。
（2）因为单片机在待机时片内守时器/计数器仍处于作业状况，程序设计时，应尽量充分地运用待机时单片机内守时器/计数器的功用来计时和计数。
（3）进行显现时，不选用动态扫描显现办法，而是运用锁存器选用静态显现办法以削减CPU的作业时间，别的，可选用CMOS器材LCL004用于静态显现的锁存、译码、驱动和显现。
4.2 软件流程
单片机的操控软件首要包含数据收集、数据传送、数据存储、图形打印和键盘显现器的操控。其间，数据收集在前台，经过守时器T0操控数据收集的长度。数据存储、键盘操控和图形打印放在后台，选用中止办法来完结。其程序流程图如图3所示。
