目前,脑卒中、脊柱损伤等疾病导致的偏瘫患者不断增多,需要通过外界康复电刺激系统进行治疗。然而市面上的电刺激系统大多数只产生波形单一的电刺激脉冲,不能达到最佳治疗效果;国外设备虽功能多样但价格昂贵。因此设计一款功能较强、结构简单、经济实用的电刺激系统对偏瘫患者是非常必要的。针对上述问题,论文设计了一种使用表面肌电信号（surface electromyography,sEMG）作为驱动的功能性电刺激系统。所设计的电刺激系统由sEMG采集模块、微处理器控制模块、电刺激模块及电源模块组成。sEMG采集模块使用一系列低成本运算放大器替代国外集成芯片对原始sEMG进行放大及滤波。为了解决多通道采集、使用低成本运放等引起的sEMG噪声水平较高的问题,论文又设计了一种基于归一化指标寻优（normalized index optimization,NIO）的总体经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）降噪方法,对采集模块得到的原始sEMG进一步降噪。微处理器控制模块采用STM32F103单片机对原始sEMG进行A/D转换,并执行片上降噪,将降噪后的sEMG作为系统电刺激模块的驱动信号,按照其大小由单片机DAC口输出相应幅值的参考电压,并由脉冲宽度调制（Pulse width modulation,PWM）信号来确定刺激脉冲的频率和脉宽。设计了相应的电刺激模块电路,能在PWM控制下实现光耦和恒流源电路间的切换,输出幅度合适且变化的电刺激脉冲,通过刺激电极作用于病患肢体。论文开展了一系列性能测试实验,以验证所设计功能性电刺激系统的实用性与可靠性。首先,实验验证了sEMG采集模块的带通滤波电路带宽为16 Hz～482 Hz;之后用该模块采集健肢侧小臂通过翻腕,握拳等动作的sEMG,实验结果表明使用低成本运放搭建的sEMG采集电路能够得到较为准确、有用的肌电信号。接着,在PC上位机上对所采集的原始sEMG进行降噪方法研究,设计了归一化降噪寻优指标r,使用EEMD方法对sEMG进行降噪处理实验,并与几种传统降噪方法的性能进行了比较,所设计算法的指标r=0.71,优于其它方法。最后,对电刺激模块的性能进行了测试,当DAC输入的模拟电压在0～3.3 V变化时,模块能产生0～165m A左右的双相刺激脉冲,该脉冲的幅度由降噪后的sEMG大小决定,频率和脉宽可通过设置单片机PWM参数来决定。论文设计的功能性电刺激系统成本较低、性能较好、简单实用,达到了预期的设计指标,具有巨大的市场价值。