技术领域 本发明属于生物电势信号采集的技术领域，涉及一种均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统及采集电路控制方法。 背景技术 人体细胞或组织产生的电生理信号是神经系统沟通的主要途径，其中蕴含着丰富的生理、疾病和精神状态等信息，对生物电信号的记录可以被用来有效地监测人体状态，也是构建人机交互高速公路的基础。常见的生物电势信号的记录包括在大脑皮层中直接记录神经元的动作电位；从大脑中或者大脑血管中记录的局部场电位信号(LFP)；从大脑皮层表面测量的脑电图(ECoG)；从头皮测量的脑电(EEG)；从肌肉内或附近测量的肌电信号(EMG)以及从心脏上或者心脏附近测量的心电图(ECG)。 生物电势信号采集系统通常包括生物电势信号采集器以及运行在计算机上的专用软件等。而生物电势信号采集器一般包括电极、电极接口、信号放大器、模数转换器(ADC)、微控制器、数据通信接口等。在脑科学相关研究中，往往还需要对大脑皮层施加电刺激以获取诱发脑电信号，因此出现了具有电刺激功能的脑电信号采集系统。为了更加全面的获得多个脑区的脑电信号，或者能更精细的分辨大脑皮层活动的区域，需要增加脑电采集系统的电极通道数，通道数可多达1000以上。增加通道数会成倍增加脑电信号放大器和模数转换器数量，成比例增大系统体积。随着集成电路技术的进步，已经可以将多通道的脑电信号放大器、模数转换器等部分集成为一个脑电采集专用电路，也可以将多通道的脑电信号放大器、模数转换器、电刺激电路集成为一个带电刺激功能的脑电采集专用电路。多通道脑电采集电路的应用，极大提高了多通道脑电采集系统的集成度。 不同接口时序的生物电势信号采集电路一般采用的接口时钟频率不同、通信时序不同、采集通道数不同、单通道采样时间不同、附加功能不同，而现有的生物电势信号采集器里只使用了同种生物电势信号采集电路，例如具有多个仅有采集功能的生物电势信号采集电路与微控制器等一起组成的生物电势信号采集器。这种生物电势信号采集器通道数可多达1000个以上，但不能进行电刺激。此外，也有具有多个含有电刺激功能的生物电势信号采集电路与微控制器等电路一起组成的有电刺激功能的生物电势信号采集器，但这种生物电势信号采集器通道数少，一般只有100多个。为了满足既能进行电刺激，又有足够多的采集通道的应用需求，可以将具有电刺激功能的生物电势信号采集电路和只有采集功能的生物电势信号采集电路集成在一个生物电势信号采集系统中。然而，具有电刺激功能的生物电势信号采集电路和只有采集功能的生物电势信号采集电路的接口时序一般不同，不同接口时序的生物电势信号采集电路接口不同、命令不同、外部时钟频率不同，如何让不同接口时序的生物电势信号采集电路以相同的采样频率进行同步采样，并兼顾电刺激功能，成为亟需解决的技术问题。 发明内容 为解决上述技术问题，本发明提供了一种均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统及采集电路控制方法。 本发明采用的技术方案为： 一种均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统，所述的采集系统包括触发脉冲发生器、第一时序控制逻辑、第二时序控制逻辑、n个第一生物电势信号采集电路、m个第二生物电势信号采集电路，n、m为自然数。 所述第一生物电势信号采集电路和所述第二生物电势信号采集电路具有不同的接口时序；所述第一生物电势信号采集电路通过第一接口连接在第一时序控制逻辑上，第一生物电势信号采集电路完成其上所有通道的一次采集并完成一次第一附加功能称为一次第一动作；所述第二生物电势信号采集电路通过第二接口连接在第二时序控制逻辑上，第二生物电势信号采集电路完成其上所有通道的一次采集并完成一次第二附加功能称为一次第二动作。不同接口时序生物电势信号采集电路终保持同步采集。 所述触发脉冲发生器用于产生第一采样触发脉冲和第二采样触发脉冲，第一时序控制逻辑用于在所述第一采样触发脉冲的触发下，向所述第一生物电势信号采集电路发送第一接口命令执行第一动作。第二时序控制逻辑在所述第二采样触发脉冲的触发下，向所述第二生物电势信号采集电路发送第二接口命令执行第二动作。 所述均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统通过所述第一生物电势信号采集电路连续完成第一动作来完成连续采集、通过所述第二生物电势信号采集电路连续完成第二动作来完成连续采集。 进一步的，所述不同接口时序生物电势信号采集电路终保持同步采集基于以下方式实现：所述n个第一生物电势信号采集电路每次执行所述第一动作，和所述m个第二生物电势信号采集电路每次执行所述第二动作的开始时刻完全相同，所述每次动作的结束时刻在下一次动作的开始时刻之前，即结束时刻在下一次动作第一个触发脉冲之前。一次所述动作的开始时刻和下一次所述动作的开始时刻之间的时间间隔Ts始终固定，且为所需采样频率fs的倒数。每次所述动作得到的生物电势信号采样数据在该次动作的开始时刻后到下一次动作的开始时刻之前输出完毕。 一种均分等待时隙的生物电势信号采集电路的同步控制方法，基于上述均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统实现，包括以下步骤： (1)根据所需采样频率设定各生物电势信号采集电路的一次动作的周期Ts(Ts是所需采样频率fs的倒数，即Ts＝1/fs)。根据所需功能设定第一生物电势信号采集电路完成一次第一动作所需的第一接口命令数为x、第二生物电势信号采集电路完成所述一次第二动作所需的第二接口命令数为y。 (2)触发脉冲发生器连续地、时间间隔相同地产生第一采样触发脉冲和第二采样触发脉冲，所述第一采样触发脉冲的时间间隔Ts1满足Ts1＝Ts/x,所述第二采样触发脉冲的时间间隔Ts2满足Ts2＝Ts/y。 (3)所述第一采样触发脉冲触发第一时序控制逻辑向n个第一生物电势信号采集电路并行发送x条第一接口命令，所述第一时序控制逻辑在每个第一采样触发脉冲发送一条第一接口命令；所述第二采样触发脉冲触发第二时序控制逻辑向m个第二生物电势信号采集电路并行发送y条第二接口命令，所述第二时序控制逻辑在每个第二采样触发脉冲发送一条第二接口命令。 (4)所述n个第一生物电势信号采集电路在所述第一接口命令的控制下连续完成所述一次第一动作；所述m个第二生物电势信号采集电路在所述第二接口命令的控制下连续完成所述一次第二动作。 进一步的，步骤(1)中所述第一附加功能包括电刺激功能。 进一步的，步骤(1)中所述第一接口命令包括控制所述第一生物电势信号采集电路的每个通道的第一采样命令，所述第二接口命令包括控制第二生物电势信号采集电路的每个通道的第二采样命令。 进一步的，步骤(1)中所述第一接口命令还包括控制所述第一生物电势信号采集电路完成第一附加功能的第一附加命令，所述第二接口命令还包括控制第二生物电势信号采集电路完成第二附加功能的第二附加命令。 进一步的，步骤(1)中所述第一附加命令包括控制所述第一生物电势信号采集电路产生通道电刺激的命令。 进一步的，步骤(3)中所述第一时序控制逻辑发送每条所述第一接口命令的时间均相同且为T1，所述第二时序控制逻辑发送每条所述第二接口命令的时间均相同且为T2，且满足Ts1>T1,Ts2>T2。即对于所述均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统中的任一个生物电势信号采集电路，其顺序接收的各条接口命令为等间隔的。即向各生物电势信号采集电路发送接口命令时各接口命令之间存在等待时隙，且所述等待时隙根据所需采样周期(采样频率的倒数)和接口命令数进行均分。 进一步的，步骤(4)中所述n个第一生物电势信号采集电路完成每个所述一次第一动作和所述m个第二生物电势信号采集电路完成每个所述第二动作的每个一次动作的开始时刻完全相同、结束时刻在每次动作的最后一个触发脉冲的周期之内，即所述每次动作的结束时刻在下一次动作的开始时刻之前。且对于所述n个第一生物电势信号采集电路完成每个所述第一动作对应的一串第一采样触发脉冲和所述m个第二生物电势信号采集电路完成每个所述第二动作对应的一串第二采样触发脉冲，两串采样触发脉冲的第一个脉冲完全同步。即第一生物电势信号采集电路与第二生物电势信号采集电路始终保持相同的采样频率同步采样。 本发明提供的技术方案的有益效果是： 本发明实现了对需要外部时钟的不同接口时钟频率、不同接口命令格式、不同采集通道数、不同单通道采样时间、不同附加功能的生物电势信号采集电路的同步控制。 附图说明 图1为本发明提供的一种均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统示意图(并未包含全部功能模块)； 图2为本发明提供的一种采样触发脉冲信号和接口命令序列时序示意图。 具体实施方式 下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 本发明实施例提供了一种均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统及采集电路控制方法。 图1为本发明实施例提供的一种均分等待时隙的生物电势信号同步采集系统示意图。生物电势信号同步采集系统包含了控制器、第一子系统和第二子系统。 第一子系统包括n个第一生物电势信号采集电路(n为自然数)，即第一子系统包括第一生物电势信号采集电路1至第一生物电势信号采集电路n。此外，第一子系统还包括第一时序控制逻辑。所述n个第一生物电势采集电路分别通过各自专用的数字通信接口(本实施例采用SPI接口，Serial Peripheral Interface)连接在第一子系统的第一时序控制逻辑上。第一时序控制逻辑用于在接收到控制器中触发脉冲发生器产生的第一采样触发脉冲信号后，向所有第一生物电势信号采集电路同时发送第一接口命令，同时在接收各第一生物电势信号采集电路输出的采样数据后，将采样数据返回给控制器。第一接口命令包括第一采样命令和第一附加命令。进一步，每个第一生物电势信号采集电路拥有多个第一电极接口，第一电极接口用于连接生物电极。每个第一电极接口除具有采集功能之外还具有第一附加功能。在本实施例中，第一电极接口的第一附加功能为电刺激功能。由此，第一子系统具有电刺激和采集功能，第一子系统又称为电刺激与采集子系统。相应地，第一时序控制逻辑又称为电刺激与采集电路时序控制逻辑。在本实施例中，参见图2，第一接口命令的时序如图所示，示范性地，第一采样命令在前，第一附加命令在后。第一采样命令包括顺序排列的所有第一电极接口采样命令，即第一采样命令包括顺序排列的控制第一个第一电极接口执行采样动作的第一个第一电极接口采样命令(图2中的通道ch0采样命令)，控制第二个第一电极接口执行采样动作的第二个第一电极接口采样命令(图2中的通道ch1采样命令)直至控制最后一个第一电极接口执行采样动作的最后一个第一电极接口采样命令。所述第一附加命令包括电刺激命令。而每个第一生物电势采集电路具体的电刺激命令，可以由控制器根据电刺激波形序列数据动态生成，第一时序控制逻辑在发出电刺激命令前读取该电刺激参数命令，并分别发给每个第一生物电势信号采集电路。除了电刺激命令之外，所述第一附加命令还可以包括其他的附加命令，例如清除限幅状态命令、读寄存器命令等不影响工作状态的空闲命令。继续参见图2，所述第一附加命令包括电刺激命令和空闲命令。示范性地，第一附加命令对每个第一生物电势信号采集电路都进行操作，对于需要发放电刺激的第一生物电势信号采集电路，对应的命令为电刺激命令，对于不需要发放电刺激的第一生物电势信号采集电路，对应的命令为空闲命令。如此，可以保证n个第一生物电势信号采集电路完成一次第一动作所需的第一接口命令数保持一致。 同样，第二子系统包括m个第二生物电势信号采集电路(m为自然数)。即第二子系统包括第二生物电势信号采集电路1至第二生物电势信号采集电路m，整个采集系统的生物电势信号采集电路为n+m个。此外，第二子系统还包括第二时序控制逻辑。所述m个第二生物电势采集电路分别通过各自专用的数字通信接口(本实施例采用SPI接口)连接在第二子系统的第二时序控制逻辑上。第二时序控制逻辑用于在接收到控制器中触发脉冲发生器产生的第二采样触发脉冲信号后，向所有第二生物电势信号采集电路同时发送第二接口命令，同时在接收各第二生物电势信号采集电路输出的采样数据后，将采样数据返回给控制器。第二接口命令序列包括第二采样命令以及第二附加命令。进一步，每个第二生物电势信号采集电路的包括多个第二电极接口，第二电极接口用于连接生物电极。每个第二电极接口除具有采集功能还可以具有第二附加功能，而且所述第一附加功能和第二附加功能不必相同。在本实施例中，第二电极接口具有采集功能，不具有电刺激功能。由此，第二子系统具有采集功能，不具有电刺激功能，第二子系统又称为单采集子系统。相应地，第二时序控制逻辑又称为单采集电路时序控制逻辑。在本实施例中，参见图2，第二接口命令如图所示。第二采样命令包括顺序排列的所有第二电极接口采样命令，即第二采样命令包括顺序排列的控制第一个第二电极接口执行采样动作的第一个第二电极接口采样命令(图2中的通道ch0采样命令)，控制第二个第二电极接口执行采样动作的第二个第二电极接口采样命令(图2中的通道ch1采样命令)直至控制最后一个第二电极接口执行采样动作的最后一个第二电极接口采样命令。本实施例中，由于只需要第二电极接口执行采样动作，所以第二附加命令包括空闲命令，例如读寄存器操作，用以在所述空闲命令时隙，获取本实施例所采用的流水线型生物电势信号采集电路的采集结果。 各子系统中的生物电势信号采集电路中的电极接口数量不限。例如，在本实施例中，电刺激与采集子系统中每个第一生物电势信号采集电路包含16个电极接口，单采集子系统中每个第二生物电势信号采集电路包含32个电极接口。在本实施例中，第二生物电势信号采集电路电极接口数刚好为第一生物电势信号采集电路电极接口数的2倍，故在第二电极接口采样命令后跟随数量适当的第二附加命令，使第二生物电势信号采集电路完成所述一次第二动作所需的第二接口命令数设定为第一生物电势信号采集电路完成一次第一动作所需的第一接口命令数的两倍，因此第二采样脉冲的频率也恰为第一采样脉冲的频率的两倍，触发脉冲发生器实现更简洁。 本发明对控制器、第一时序控制逻辑、第二时序控制逻辑的种类没有特别的限制，只要它们能实现数字接口所要求的时序即可。控制器、第一时序控制逻辑、第二时序控制逻辑可以为物理形态的执行逻辑运算的硬件，例如，单片机、微处理器、可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)或者现场可编程逻辑门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)，或者是在硬件基础上的实现上述功能的软件程序、功能模块、函数、目标库(Object Libraries)或动态链接库(Dynamic-Link Libraries)。在本实施例中，控制器及第一时序控制逻辑、第二时序控制逻辑等均采用FPGA实现。在本实施例中，控制器、第一时序控制逻辑、第二时序控制逻辑整合在一起形成一个部件；在替代性实施例中，控制器、第一时序控制逻辑、第二时序控制逻辑均为独立的部件。 [0001]生物电势信号采集系统中的各生物电势信号采集电路在控制器及各子系统时序控制逻辑控制下以并行方式同步工作。所有生物电势信号采集电路均在各自时序控制逻辑控制下接收接口命令，进行各电极接口采样动作或者执行附加动作(例如有电刺激功能的生物电势信号采集电路控制部分电极接口执行电刺激动作)。同一子系统内的所有生物电势信号采集电路始终完全同步接收控制器的接口命令序列。同一子系统中的各生物电势采集电路的接口命令序列可以相同，也可以不相同；不同子系统之间的各生物电势采集电路的接口命令序列至少部分不相同。 图2为本发明实施例提供的采样触发脉冲信号和接口命令序列时序示意图。控制器中的触发脉冲发生器用于产生频率为指定采样频率的倍数的、连续的、时间间隔相同的采样触发脉冲信号序列，产生的第一采样触发脉冲的频率为fs1＝fs×x，其中，fs为指定的采样频率，x为第一生物电势信号采集电路完成一次第一动作所需的第一接口命令数；产生的第二采样触发脉冲的频率为fs2＝fs×y。其中，fs为指定的采样频率，y为第二生物电势信号采集电路完成一次第二动作所需的第二接口命令数。 当触发脉冲发生器产生第一个第一采样触发脉冲信号时，触发第一子系统中的第一时序控制逻辑向所有的第一生物电势信号采集电路发出各自的第一条第一接口命令，从而驱动对应的所有第一生物电势信号采集电路根据该条第一接口命令同步执行动作；当触发脉冲发生器产生第二个第一采样触发脉冲信号时，触发第一子系统中的第一时序控制逻辑向所有的第一生物电势信号采集电路发出各自的第二条第一接口命令，从而驱动对应的所有第一生物电势信号采集电路根据该条第一接口命令同步执行动作；依次的，当触发脉冲发生器产生第x个第一采样触发脉冲信号时，触发第一子系统中的第一时序控制逻辑向所有的第一生物电势信号采集电路发出各自的第x条第一接口命令，从而驱动对应的所有第一生物电势信号采集电路根据该条第一接口命令同步执行动作，且此动作在下一个第一采样脉冲信号产生前结束，至此所有第一生物电势信号采集电路完成了一次第一动作，即完成了第一生物电势信号采集电路上全部电极接口一次采样和其它附加功能。 当触发脉冲发生器产生第一个第二采样触发脉冲信号时，触发第二子系统中的第一时序控制逻辑向所有的第二生物电势信号采集电路发出各自的第一条第二接口命令，从而驱动对应的所有第二生物电势信号采集电路根据该条第二接口命令同步执行动作。触发脉冲发生器产生第二个第二采样触发脉冲信号时，触发第二子系统中的第一时序控制逻辑向所有的第二生物电势信号采集电路发出各自的第二条第二接口命令，从而驱动对应的所有第二生物电势信号采集电路根据该条第二接口命令同步执行动作。当触发脉冲发生器产生第y个第二采样触发脉冲信号时，触发第二子系统中的第二时序控制逻辑向所有的第二生物电势信号采集电路发出各自的第y条第一接口命令，从而驱动对应的所有第二生物电势信号采集电路根据该条第二接口命令同步执行动作，且此动作在下一个第二采样脉冲信号产生前结束，至此所有第二生物电势信号采集电路完成了一次第二动作，即完成了第二生物电势信号采集电路上全部电极接口一次采样和其它附加功能。 第一动作中的第一个第一采样触发脉冲信号和与之相对应的第二动作中的第一个第二采样触发脉冲信号完全同步。在本实施例中，为了简化说明，第一子系统中的所有第一生物电势信号采集电路对应的第一接口命令序列均相同，第二子系统中的第二生物电势信号采集电路对应的第二接口命令序列均相同。 生物电势信号采集系统中，通过第一生物电势信号采集电路连续完成第一动作、第二生物电势信号采集电路连续完成第二动作来完成连续采集。且每次动作得到的生物电势信号采样数据在此次动作的开始时刻和下一次动作的开始时刻之间输出完毕。 具体而言，对于电刺激与采集子系统，其一个第一动作周期中的第一接口命令序列包括控制第一生物电势信号采集电路中的各个电极接口执行采样动作的第一采样命令和第一附加命令；其中第一附加命令包括控制第一电极接口执行电刺激动作的电刺激命令以及其它附加命令。上述一个第一动作周期中，第一时序控制逻辑先同时向各第一生物电势信号采集电路顺次发送各个电极接口的第一采样命令，若需要电极接口执行电刺激动作，第一时序控制逻辑在第一采样命令之后继续发送电刺激命令，若无需电极接口执行电刺激动作，则第一时序控制逻辑在第一采样命令之后可发其它第一附加命令。电刺激命令不仅限于跟在第一采样命令之后发送，也可以插在第一采样命令之前或者第一采样命令之间发送，但本着先完成重要任务(生物电势信号采样)的原则，将电刺激命令安排在第一采样命令之后最为适宜。进一步，在本实施例中采用的第一生物电势信号采集电路采用流水线模式执行命令，某条(第一条)第一采样命令发送后，在其后一条(第二条)第一采样命令进入时完成对第一条第一采样命令指定的采样和量化动作，并在第三条第一采样命令进入时输出第一条第一采样命令的采样结果，因而发送最后一条第一采样命令之后，需要至少再发送两条第一附加命令以获取最后两条第一采样命令对应的采样结果。因此优选的，本实施例将电刺激命令作为第一附加命令放在第一采样命令之后，既可以用于电刺激功能，又可以同时获取采样结果，若无需电刺激动作，电刺激命令位置放置其它附加功能命令。 对单采集子系统，其一个第二动作周期中的第二接口命令序列包括控制第二生物电势信号采集电路中的各个电极接口执行采样动作的第二采样命令和第二附加命令。上述一个第二动作周期中，第二时序控制逻辑先同时向各第二生物电势信号采集电路顺次发送各个电极接口的第二采样命令，之后再发送第二附加命令。同样，本着先完成重要任务(生物电势信号采样)的原则，将第二附加命令安排在第二采样命令之后最为适宜。同样，本实施例的第二生物电势信号采集电路也采用流水线模式执行命令，因此优选的，将第二附加命令放在全部第二采样命令之后，兼顾获取采样数据与执行附加功能，节约命令时隙。 对于生物电势信号采集系统中的所有生物电势信号采集电路，其内部的采样动作或电刺激动作以及命令结果输出，均由接口时钟所同步驱动，接口时钟频率始终不变，因此执行一次命令所用时间固定不变，不同的采样频率，仅是每条命令后的等待时间不同。 如图2所示，触发脉冲发生器产生的第一触发脉冲信号的时间间隔(即采样周期)为Ts1，产生的第二触发脉冲信号的时间间隔(即采样周期)为Ts2。同一个子系统中使用相同接口时序的生物电势信号采集电路，第一时序控制逻辑发送每条所述第一接口命令所需的时间均相同且为T1，第二时序控制逻辑发送每条所述第二接口命令所需的时间均相同且为T2，只要保证Ts1>T1且Ts2>T2，所述生物电势信号采集系统可以实现同步采样，且不会丢失任何通道的采样。 本发明提供一种控制多个接口、通道数、采样时间及附加功能不同的生物电势信号采集电路按所需采样频率采样的同步控制方法及采集系统；亦适用于单模数转换器时分复用采样的多通道生物电势信号采集电路。所述控制方法：由控制器产生等间隔的触发脉冲信号序列，触发脉冲频率为所需采样频率的特定倍数，用以触发时序控制逻辑向各生物电势信号采集电路并行发送各自所需的接口命令序列，控制其完成电路内所有通道的一次顺序采样及完成附加功能，上述工作流程重复进行。各生物电势信号采集电路接口和功能可不同，发送所述一条命令的时间亦不必相同，若发送所述一条接口命令的总时间小于触发脉冲周期，改变通道采样频率只需改变所述采样触发脉冲信号的频率。 以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。