对自由活动大鼠中枢神经信号的采集与处理系统的研究

论文摘要

本课题是电子信息技术和神经科学相互交叉融合的产物，以“脑—机接口”技术为主要理论根据和指导原则，应用微电子技术，设计的采集和处理大鼠中枢神经信号的系统，借助于神经生物学和电生理学知识，通过植入到大鼠脑部的微电极提取大鼠的中枢神经信号。中枢神经信号是一种典型的生物电信号，包含了大量的生理和病理信息，通过对中枢神经信号的研究，我们可以了解神经细胞电活动与生物的生理和心里状态之间的关系，在认知科学领域中具有重要的科学意义。无线电传输技术是近十年来所兴起的一种新型能量供给技术，可为佩戴式遥测装置提供更好的能量供给方法，随着该技术在生物医学领域的逐步应用，它将会进一步推动医疗领域的发展。另外数字信号处理(DSP)技术的迅速发展，使得信号能够实时得到处理，为该领域的更快发展提供了可能。本论文对自由活动大鼠中枢神经信号的采集与处理系统进行了研究设计，并进行了部分电路的测试。本论文对中枢神经信号的放大，滤波，无线传输，A／D转换，DSP(本系统采用的是TI公司生产的TMS320VC5402芯片)预处理，以及与PC机之间通信电路的设计进行了较为详细的说明。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的发展趋势
• 1.4 本论文的主要工作及实现目标
• 2 神经信号模拟前端电路设计
• 2.1 中枢神经信号特点分析
• 2.2 动物选择及微电极介绍
• 2.3 放大电路的设计
• 2.4 滤波电路的设计
• 2.5 电池选型
• 3 无线传输电路设计
• 3.1 无线传输电路的基本要求
• 3.2 无线发射电路的设计
• 3.3 无线接收电路的设计
• 4 DSP部分电路的设计
• 4.1 TMS320VC5402 DSP概述
• 4.2 5402 DSP存储空间分配与本采集系统的空间安排
• 4.3 程序存储器的扩展
• 4.4 数据存储器的外扩
• 4.5 5402 DSP的HPI与PC的并行通信
• 4.6 5402 DSP的McBSP和A/D转换器TLV2544
• 4.7 5402 DSP电源及复位电路
• 5 软件设计
• 5.1 系统初始化
• 5.2 系统在线自举加载程序的设计
• 5.3 DSP端通信程序的设计
• 5.4 采样率的设置
• 5.5 神经信号处理算法
• 5.6 PC机端程序的设计
• 5.7 实验结论分析
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 详细摘要