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CMSIS-DSP生物信号处理实战课程

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 适用人群 · 课程结构
课程导入学习目标
02
生物信号基础
ECG/EEG/EMG信号特征 · 频率范围 · 幅值范围
生物信号基础ECG/EEG/EMG
03
CMSIS-DSP库概览
库结构 · 函数分类 · 数据格式（Q15/Q31/float…
CMSIS-DSP库概览
04
开发环境配置
在STM32工程中集成CMSIS-D… · 添加头文件路径 · 链接库文件
开发环境配置STM32
05
数据采集与预处理
ADC采样配置 · 定时器触发 · DMA传输
数据采集预处理
06
信号去噪基础
移动平均滤波 · 中值滤波 · 低通/高通/带通滤波器的原理与CMS…
信号去噪基础移动平均滤波
07
FIR滤波器设计
窗函数法设计FIR滤波器 · CMSIS-DSP的arm_fir_… · 滤波器系数生成与实时处理
FIR滤波器设计
08
IIR滤波器设计
Butterworth/Chebys… · CMSIS-DSP的arm_biqu… · 稳定性与数值精度
IIR滤波器设计
09
自适应滤波
LMS算法原理 · CMSIS-DSP的arm_lms_… · 用于工频干扰消除（50Hz/60Hz…
自适应滤波LMS
10
信号频谱分析
FFT原理 · CMSIS-DSP的arm_rfft… · 频谱计算
信号频谱分析FFT
11
窗函数与频谱泄漏
Hamming/Hanning/Bl… · CMSIS-DSP窗函数实现 · 频谱泄漏抑制与频率分辨率
窗函数频谱泄漏
12
心电信号（ECG）处理实战
ECG信号特征 · QRS波检测 · 基于滤波和阈值的R峰识别算法
ECG心电信号
13
脑电信号（EEG）处理实战
EEG频带划分（delta/thet… · 带通滤波 · 功率谱密度估计
EEG脑电信号
14
肌电信号（EMG）处理实战
EMG信号特征 · 整流与平滑 · 积分肌电值（iEMG）
EMG肌电信号
15
信号特征提取
时域特征（均值 · 方差 · 过零率）
信号特征提取时域特征
16
实时处理优化
循环缓冲 · 分块处理 · 中断与DMA协同
实时处理优化循环缓冲
17
多通道同步处理
多路ADC同步采样 · 数据交织 · 多通道滤波与FFT
多通道同步处理ADC
18
心率变异性（HRV）分析
RR间期提取 · 时域指标（SDNN · RMSSD）
HRV心率变异性
19
信号压缩与存储
生物信号压缩方法（如差分编码 · 小波变换简介） · CMSIS-DSP数据拷贝与格式转换
信号压缩存储
20
常见问题与调试
滤波器不稳定 · 数据溢出 · FFT频谱错误
常见问题调试
21
性能基准测试
使用CMSIS-DSP的cycle计… · DWT寄存器 · 性能分析工具
性能基准测试CMSIS-DSP
22
案例实战
便携式心电监护仪：从传感器到显示 · 完整实现ECG采集 · 滤波
案例实战便携式心电监护仪
23
案例实战
肌电控制假肢：EMG信号采集 · 特征提取 · 模式识别（简单阈值分类）
案例实战EMG
24
案例实战
脑机接口（BCI）基础 · alpha波检测 · 专注度估计
案例实战BCI
25
案例实战
睡眠监测系统 · 睡眠分期算法简化实现 · 结果输出
案例实战睡眠监测系统
26
综合提升
将CMSIS-DSP与RTOS结合 · 实现多任务信号处理 · 任务优先级设计
综合提升CMSIS-DSP
27
综合提升
低功耗设计：睡眠模式 · 事件驱动采样 · DMA唤醒
综合提升低功耗设计
28
综合提升
机器学习集成 · CMSIS-DSP矩阵运算支持
综合提升机器学习集成
29
综合提升
系统集成与验证：完整产品级设计流程 · 硬件在环测试 · 信号质量评估
综合提升系统集成
30
课程总结与进阶方向
知识回顾 · 常见误区 · 扩展学习资源
课程总结进阶方向