脑机交互系统的研究与设计.doc

摘要:近几年脑机接口技术(BCI)蓬勃发展，虽大部分还停留在实验室阶段，但BCI技术的发展前景是全球科技人员有目共睹并坚信有远大前景的。简单点说BCI系统就是人脑与计算机或外界任意电子设备通过非常规信息通道交流传递信息和控制的技术。BCI系统的成功研发帮助那些行动不便的人达到对外控制的目的、帮助那些先天语言表达有障碍的人达到对外表达的目的，提高正常人生活工作效率，更好的享受科技给我们带来的便利与乐趣。BCI系统研究范围十分广泛。本文要研究设计内容的是从众多不同脑电信号中区分并提取其中所需信号，并把脑电信号通过蓝牙模块传输出来，电脑接收信号并在调试软件中显示对应波形，也能实现传输到显示屏模块中通过显示屏显示出来，显示内容为Attention值，Meditation值和是否眨眼，眨眼同时单片机上的小灯会亮。本设计利用STM32F103vET6控制芯片、脑电采集模块、显示屏模块、蓝牙模块等器件。实现从无形的脑电信号到可见的数字信号的转化，实现了最简单的脑机交互。

关键词：BCI系统；脑电信号；蓝牙传输

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1脑机交互系统的概述-1

1.1.1脑机交互系统-1

1.1.2脑机交互系统的发展现状及过程-1

1.2设计背景-2

1.3本次设计的主要内容-2

2 系统方案分析-3

2.1 系统工作内容-3

2.2 系统方案的选定-3

2.2.1 方案一-3

2.2.2 方案二-3

2.2.3方案三-3

2.2.4最佳方案-4

3 系统硬件分析-5

3.1 系统硬件总体设计-5

3.2 STM32最小系统-5

3.2.1 复位电路-5

3.2.2晶振电路-6

3.2.3稳压电路-7

3.2.4 SWD下载模块-8

3.2.5启动方式选择-9

3.3 脑电采集模块-9

3.4 显示屏模块-10

3.5蓝牙模块-12

4 系统软件分析-13

4.1 主程序模块-13

4.2 OLED显示模块-14

4.2.1显示模块主要程序-15

4.3蓝牙模块-16

4.4脑电采集模块-17

4.4.1脑电采集模块主要程序-19

4.4.2专注度沉思度的获取-19

4.4.3眨眼功能的实现-21

5 系统构成及功能测试-23

5.1系统构成-23

5.2系统功能测试-23

5.2.1脑电模块测试-24

5.2.2显示测试-25

5.2.3采集测试-26

结    论-29

参 考 文 献-30

附录A 部分源代码-31

致    谢-55