脑-机接口(brain-computer interface, BCI)是在动物脑与外部设备间建立的直接连接通路,主要应用于医疗康复或者人类辅助功能领域。在脑-机接口功能的实现中,脑电信号的采集仪器是一个关键因素,它的精度决定了脑-机接口的性能。因此脑科学的发展在很大程度上依赖于电信号采集设备的发展水平。目前国内外有许多厂家生产各种类型的脑电采集仪器,无论从精度还是抗干扰能力上都具有比较好的表现,基本满足了医疗康复的研究需求。但是它们都具有几个共同的缺点：结构复杂操作困难、体积庞大移动不便、限制活动、价格昂贵。本文在分析国内外脑电研究现状及发展趋势的基础上,针对脑电信号采集的各个方面进行了深入的研究。论文分为动物生理实验基础、系统前端模拟电路设计、可编程片上系统(PSoC)设计、系统电源设计和脑电信号显示与分析五部分详细描述了整个系统的设计过程。最后阐述了整个系统的创新点和存在的不足为系统的完善与改进打下了良好的基础。在系统单元电路的设计中前端采用仪表放大器INA118实现第一级放大,随后设计了高、低通滤波器和50Hz陷波模块以及第二、第三级放大,整个系统采用单电源供电模式减少了电源数量使结构得以简化。所有元器件都选用的最小封装,是整套设备的体积很小,重量很轻,不会给实验动物很大的负担。通讯部分采用赛普拉斯公司生产的无线USB模块实现与上位机通讯,使动物可以自由活动。采集的信号用LABVIEW软件进行显示、处理和分析。本系统在设计上弥补以往设备的缺点,实现了结构简化,操作简单,体积小巧,移动方便。