脑机接口(brain computer interface,BCI)是一种不依赖于大脑外周神经与肌肉组织正常输出通路的通讯控制系统,是利用脑信号处理技术来增强人与环境之间交互的技术。通过这种技术,人就可以直接通过脑来表达想法或操纵设备,而不需要语言或动作,这可以有效增强身体严重残疾的患者与外界交流或控制外部环境的能力,以提高患者的生活质量。目前,研究人员所使用的脑机接口系统主要是以个人计算机(personal computer,PC)作为处理平台,PC平台虽然处理能力强劲,但它的体积比较大,对输入功率有一定的需求,限制了脑机接口的应用。近年来,市场上ARM处理器性能有了很高的提升,已经有了相当大的进步。因此,本文设计了一套基于ARM嵌入式处理器的脑机接口系统,可实现4个控制指令。该系统功耗低、体积小、便携性强,能够适应多种应用场景,增强了脑机接口的实际应用能力。本文的研究内容主要包括两通道脑电放大器研制、嵌入式系统搭建、嵌入式脑机接口驱动开发以及嵌入式脑机接口应用程序设计四个部分。其中脑电放大器主要是对脑电信号进行采集、滤波、放大等处理;嵌入式系统搭建主要包括内核裁剪移植、跟文件系统移植和QT库移植;嵌入式脑机接口驱动程序主要是为了脑电放大器和嵌入式设备的正常通讯;脑机接口应用程序主要是包括两个部分:一个是脑电波形实时显示程序,另一个是脑机接口实时控制程序。基于嵌入式处理器的脑机接口系统设计完成之后,本文对整个系统的硬件和软件的性能进行测试。包括脑电放大器的性能测试、嵌入式系统和脑机接口应用程序的测试。测试结果显示,脑电放大器能够实现信号采集和放大,嵌入式系统和脑机接口应用程序能够正常运行,脑机接口实时控制准确率为81.4%,平均信息传输率为18.7比特每分钟。因此,本系统能够实现基本的实时控制任务,满足脑机接口系统的应用需求,与传统PC平台的脑机接口系统相比,本文所设计的嵌入式脑机接口系统在体积、功耗和成本方面具有明显的优势。