表面肌电信号作为肌群控制接口中信息量最为全面、研究最为广泛的信号源,其研究水平直接影响到截肢患者的生活质量。近些年来,随着对其研究的深入,人们也开始关注高密度表面肌电信号,以获得更为全面的空间分布特征的表面肌电信号与高通量的生理学信号,目前全球仅有少数几家公司具有生产具备高密度肌电采集能力的采集设备的能力。此类设备最大的问题就是虽然具备高密度信号采集能力,但是便携性不足,而且价格昂贵,对于需要在体测量的大批量实验友好度较低。本文基于以上的现状,提出并设计开发了一套成本较低、模块化、高性能、便携式高密度表面肌电采集系统。本文在对高密度表面肌电采集系统开展了详细需求分析后,设计完成一套分层模块化采集系统。该系统包含一个可拓展的、模块化的高密度表面肌电采集设备和与其适配的支持跨平台、多功能的上位机软件。本文在对硬件设备、上位机软件以及各设备间通信以及同步性进行了测试验证,并进一步开展了优化工作。同时本文还基于对表面肌电信号常见噪声特征的分析,改造了实时数字滤波器算法,对需要的实时的数字滤波器算法进行改良,以实现在仅使用ARM Cortex-M4系列的MCU的情况下,完成128通道4k Hz采样频率16位精度的s EMG信号的实时采集处理。在对单通道和多通道数据进行测试之后,还使用该设备实现并测试了运动单元动作电位序列的反解算法,并进而对人手手指动作进行分类、对握力进行分级估计。实验表明,该套系统实现了高密度表面肌电信号采集的同类设备可比的性能指标,满足运动单元动作电位反解的要求。