阶段二：记借助KIMI速通pyqt后--EEG代码+虚拟数据运行

人生易如反掌

715人浏览 · 2026-02-28 12:50:57

人生易如反掌 · 2026-02-28 12:50:57 发布

Q1:好了，现在我想让EEG这份代码加一个虚拟数据让代码跑起来，并且看到滤波与不滤波的效果我可以怎么做呢

好！让 EEG 代码跑起来，看到滤波 vs 不滤波效果 🎯

方案：添加虚拟数据模式

修改 SerialThread，让它在没有硬件时生成带噪声的正弦波。

第一步：修改 `SerialThread` 的 `init`

class SerialThread(QtCore.QThread):
    data_received = QtCore.pyqtSignal(str)
    
    def __init__(self, com_port: str, log_queue: queue.Queue, virtual_mode=False):
        super().__init__()
        self.com_port = com_port
        self.log_queue = log_queue
        self.virtual_mode = virtual_mode  # ← 新增：虚拟模式标志
        
        # 虚拟数据用
        self.virtual_t = 0
        self.virtual_noise = 50  # 噪声幅度（μV）
        
        # 原有代码...
        self.buffer = ChannelBuffer(capacity=DATA_LENGTH)
        # ...

第二步：修改 `run` 方法

def run(self):
    self.running = True
    
    if self.virtual_mode:
        # ===== 虚拟模式：生成正弦波 + 噪声 =====
        self._run_virtual()
    else:
        # ===== 真实串口模式（原有代码）=====
        self._run_serial()

第三步：添加虚拟数据生成

def _run_virtual(self):
    """虚拟模式：生成8通道正弦波，带50Hz干扰"""
    import numpy as np
    
    while self.running:
        # 生成8通道数据
        values = []
        for ch in range(8):
            # 基础信号：10Hz正弦波（模拟脑电α波）
            base = np.sin(2 * np.pi * 10 * self.virtual_t + ch) * 100
            
            # 添加50Hz工频干扰（模拟电源噪声）
            interference = np.sin(2 * np.pi * 50 * self.virtual_t) * self.virtual_noise
            
            # 添加随机噪声
            noise = np.random.randn() * 20
            
            value = base + interference + noise
            values.append(value)
        
        # 格式化字符串（模拟串口输出）
        raw = f"通道数据(μV): {','.join(f'{v:.2f}' for v in values)}"
        
        # 走原有处理流程
        self._process_data(raw)
        
        # 模拟500Hz采样率（2ms间隔）
        self.virtual_t += 0.002
        time.sleep(0.002)

def _process_data(self, raw: str):
    """共用数据处理（日志 + 解析 + 滤波）"""
    # 日志
    try:
        self.log_queue.put_nowait(f"{datetime.now()},{raw}")
    except queue.Full:
        pass
    
    # 解析并处理
    self._process_serial_data(raw)
    
    # 状态栏更新
    self.data_received.emit(raw)

第四步：修改主程序启动

# ADCPlotter.__init__ 中
class ADCPlotter(QtWidgets.QMainWindow):
    def __init__(self, parent=None, virtual_mode=True):  # ← 默认虚拟模式
        # ...
        
        # 检测串口或强制虚拟
        if virtual_mode:
            com_port = "VIRTUAL"
            InfoBar.info(title='模式', content='虚拟数据模式（带50Hz干扰）', ...)
        else:
            com_port = self._detect_com_port()
        
        self.serial_thread = SerialThread(com_port, self.log_queue, virtual_mode=virtual_mode)

第五步：添加滤波开关对比

在控制栏添加按钮，实时切换：

# _setup_ui 中添加
self.virtual_noise_btn = PushButton("噪声:开")
self.virtual_noise_btn.clicked.connect(self._toggle_noise)

def _toggle_noise(self):
    """切换虚拟噪声"""
    if self.serial_thread.virtual_noise > 0:
        self.serial_thread.virtual_noise = 0  # 关噪声
        self.virtual_noise_btn.setText("噪声:关")
        self._info("已关闭50Hz干扰")
    else:
        self.serial_thread.virtual_noise = 50  # 开噪声
        self.virtual_noise_btn.setText("噪声:开")
        self._info("已开启50Hz干扰")

运行效果

操作	效果
启动	8通道正弦波，带50Hz干扰
勾选"滤波开启"	50Hz干扰被陷波滤波去除，波形变干净
点击"噪声:关"	关闭干扰源，看原始信号
点击"噪声:开"	开启干扰，看滤波效果

快速验证滤波效果

# 在 _process_serial_data 中添加打印
def _process_serial_data(self, raw: str):
    values = self._parse_line(raw)
    if values:
        ch0_raw = values[0]
        
        if self.filter_enabled:
            # 滤波后
            ch0_filtered = self._apply_filter(ch0_raw, channel=0)
            print(f"CH0 原始:{ch0_raw:8.2f} 滤波后:{ch0_filtered:8.2f}")
        else:
            print(f"CH0 原始:{ch0_raw:8.2f} （未滤波）")

你现在要做的

备份原文件 FIFO_plot.py
修改 SerialThread 添加虚拟模式
运行看效果：对比勾选/取消"滤波开启"的波形

需要我给出完整修改后的代码文件，还是你先试着改，遇到问题问我？💪

Q2
我按照您的提示修改了代码，但是运行结果跟源代码是一样的，是我哪里修改的不对吗

我看到问题了！你修改了代码，但**主程序入口没有启用虚拟模式**，而且`ADCPlotter.__init__`里有**重复的串口初始化代码**覆盖了虚拟模式。

问题定位

问题1：主程序入口没传参数

# 你的代码第900行
if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    window = ADCPlotter()           # ← 没传 virtual_mode=True！
    window.resize(1200, 800)
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

问题2：`init`里有重复的串口代码

# 第410-430行：你添加了虚拟模式判断
if virtual_mode:
    com_port = "VIRTUAL"
    InfoBar.info(...)
else:
    com_port = self._detect_com_port()

self.serial_thread = SerialThread(com_port, self.log_queue, virtual_mode=virtual_mode)

# 第432-450行：原来的代码还在，又创建了一次！
com_port = self._detect_com_port()  # ← 这里覆盖了！
...
self.serial_thread = SerialThread(com_port, self.log_queue)  # ← 又创建一次，没传virtual_mode

结果：第二次创建覆盖了第一次，始终走真实串口模式。

修复方案

修复1：删除重复的串口代码

# 找到这段（约432-450行），全部删除！
###############################################################################
com_port = self._detect_com_port()
if not com_port:
    available_ports = [p.device for p in serial.tools.list_ports.comports()]
    if not available_ports:
        QtWidgets.QMessageBox.critical(self, "错误", "未检测到任何串口")
        self.log_thread.stop()
        sys.exit(1)

    com_port, ok = QtWidgets.QInputDialog.getItem(self, "选择串口", "请选择串口设备：", available_ports, 0,
                                                  False)
    if not ok or not com_port:
        sys.exit(1)

self.serial_thread = SerialThread(com_port, self.log_queue)
self.serial_thread.data_received.connect(self._on_serial_line)
self.serial_thread.start()
###############################################################################

# 保留你添加的这段（约410-430行）：
if virtual_mode:
    com_port = "VIRTUAL"
    InfoBar.info(title='模式', content='虚拟数据模式（带50Hz干扰）')
else:
    com_port = self._detect_com_port()

self.serial_thread = SerialThread(com_port, self.log_queue, virtual_mode=virtual_mode)
self.serial_thread.data_received.connect(self._on_serial_line)  # 加上这行信号连接
self.serial_thread.start()  # 加上启动

修复2：主程序启用虚拟模式

if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    window = ADCPlotter(virtual_mode=True)  # ← 关键：传参数！
    window.resize(1200, 800)
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

快速验证

修改后运行，应该看到：

1. 弹出提示："虚拟数据模式（带50Hz干扰）"
2. 波形显示8通道正弦波
3. 点击"滤波开启"取消勾选，50Hz干扰出现（波形变粗/抖动）
4. 勾选"滤波开启"，干扰被去除（波形变平滑）

或者：简化方案，强制虚拟模式

如果不想改主程序，在__init__里强制：

def __init__(self, parent=None, virtual_mode=True):  # ← 默认True
    ...
    # 删除所有真实串口代码，只保留：
    com_port = "VIRTUAL"
    InfoBar.info(title='模式', content='虚拟数据模式（带50Hz干扰）')
    self.serial_thread = SerialThread(com_port, self.log_queue, virtual_mode=True)
    self.serial_thread.data_received.connect(self._on_serial_line)
    self.serial_thread.start()

你现在要做的

删除 ### 包围的重复串口代码（约432-450行）
确认只保留一段SerialThread创建代码
修改主程序 ADCPlotter(virtual_mode=True)
运行，看是否有"虚拟数据模式"提示

改完运行，告诉我结果！ 💪

成功显示图像时刻！Amazing!

真的非常非常感谢AI感谢kimi
在这里插入图片描述
Q3:天啊，运行成功了！但是画面中的数据十分杂乱。可以修改成只显示单通道吗，然后把画面的更新频率改低一些

太好了！运行成功！🎉 画面杂乱是因为8通道叠加+高频率更新，我来帮你优化。

修改目标

问题	解决方案
8通道太乱	只显示单通道（CH1）
更新太快	降低频率或降低采样率
波形太密	减少`PLOT_LENGTH`显示点数

快速修改（3处）

修改1：只显示CH1（约第480行）

def _update_time_plot(self):
    x, data = self.serial_thread.get_plot_data(PLOT_LENGTH)
    if data.size == 0:
        return

    # 只显示CH1，忽略勾选框
    # active = [i for i, cb in enumerate(self.ch_boxes) if cb.isChecked()]
    # if not active:
    #     return
    # for i in active:
    #     self.time_curves[i].setData(x, data[i])
    
    # 只画CH1
    self.time_curves[0].setData(x, data[0])
    
    # 隐藏其他通道
    for i in range(1, 8):
        self.time_curves[i].setData([], [])

修改2：降低更新频率（第20行）

UPDATE_INTERVAL = 200  # 60 → 200，每200ms刷新一次（5fps，更慢更省CPU）

修改3：减少显示点数（第23行）

PLOT_LENGTH = 500  # 1000 → 500，显示500个点（画面更宽松）

额外优化：降低虚拟数据采样率

虚拟模式生成数据太快，也降一点（第280行）：

# 模拟200Hz采样率（5ms间隔），而不是500Hz
self.virtual_t += 0.005  # 0.002 → 0.005
time.sleep(0.005)        # 0.002 → 0.005

修改后效果

修改前	修改后
8通道叠加，混乱	单通道清晰
60ms刷新（16fps）	200ms刷新（5fps），更慢更稳
显示1000点，密集	显示500点，宽松
500Hz虚拟采样	200Hz虚拟采样，波形更平滑

完整替换 `_update_time_plot` 函数

def _update_time_plot(self):
    x, data = self.serial_thread.get_plot_data(PLOT_LENGTH)
    if data.size == 0:
        return

    # 只显示CH1，单通道清晰
    self.time_curves[0].setData(x, data[0])
    
    # 清空其他通道
    for i in range(1, 8):
        self.time_curves[i].setData([], [])

    # 自动滚动X轴
    if len(x) > 0:
        self.time_plot.setXRange(x[0], x[-1])

    # 自动Y轴
    if self.auto_y_box.isChecked():
        ch0_data = data[0]
        mask = ~np.isnan(ch0_data)
        if np.any(mask):
            valid_data = ch0_data[mask]
            y_min, y_max = np.min(valid_data), np.max(valid_data)
            if y_min != y_max:
                margin = (y_max - y_min) * 0.1 or 1.0
                self.time_plot.setYRange(y_min - margin, y_max + margin)
            else:
                self.time_plot.setYRange(y_min - 1, y_max + 1)

现在修改，运行看效果！

改完应该看到：一条蓝色正弦波，缓慢滚动，清晰平滑。

成功了吗？💪

Q4:为什么我把界面上面的CH2.3.4.5取消掉了，但是上位机界面并没有把这几个波形取消掉呢

因为你只改了界面勾选框的状态，但代码还在画所有勾选的通道！

问题所在

# 你的代码（约第480行）
active = [i for i, cb in enumerate(self.ch_boxes) if cb.isChecked()]
# 这里根据勾选框状态决定画哪些通道

for i in active:
    self.time_curves[i].setData(x, data[i])
# 所以取消勾选 → active列表里没有 → 不画

但你说取消后还在画，说明可能是：

可能原因	检查
改完代码没保存	Ctrl+S 保存
改完没重启程序	关掉重新运行
改错地方了	确认改的是`_update_time_plot`
有缓存	删掉`__pycache__`文件夹

快速验证修改是否生效

在_update_time_plot里加打印：

def _update_time_plot(self):
    x, data = self.serial_thread.get_plot_data(PLOT_LENGTH)
    
    # 加这行！看控制台输出
    active = [i for i, cb in enumerate(self.ch_boxes) if cb.isChecked()]
    print(f"当前勾选的通道: {active}")  # ← 加这行
    
    if not active:
        return
    # ...

运行后看控制台：

只勾CH1 → 应该显示 [0]
勾CH1+CH2 → 应该显示 [0, 1]

如果显示不对，说明界面和代码没连上。

彻底解决方案：强制只画CH1（不管勾选）

def _update_time_plot(self):
    x, data = self.serial_thread.get_plot_data(PLOT_LENGTH)
    if data.size == 0:
        return

    # ===== 强制只画CH1 =====
    self.time_curves[0].setData(x, data[0])
    
    # 其他通道强制清空
    for i in range(1, 8):
        self.time_curves[i].setData([], [])
    
    # 自动Y轴只看CH1
    if self.auto_y_box.isChecked():
        ch0 = data[0]
        mask = ~np.isnan(ch0)
        if np.any(mask):
            y_min, y_max = np.min(ch0[mask]), np.max(ch0[mask])
            margin = (y_max - y_min) * 0.1 or 1.0
            self.time_plot.setYRange(y_min - margin, y_max + margin)

检查步骤

保存代码（Ctrl+S）
完全关闭程序（点X）
重新运行
看是否只有蓝色一条线

还是不行的话，把现在的_update_time_plot完整代码发给我，我帮你检查！💪

在这里插入图片描述
Q5:现在可以看到单独1条线了，我竟然有点不知道下一步应该做什么
太好了！单通道成功！🎉 你现在处于关键转折点——基础功能都通了，接下来要选方向深入。

你现在掌握的技能

技能	成果
PyQt5窗口	创建、控件、布局
信号槽	跨线程通信、定时刷新
QThread	后台数据生成、暂停/继续
pyqtgraph	实时曲线、滚动显示
虚拟数据	模拟硬件、测试滤波

下一步选择（3个方向）

方向A：深入理解滤波器（推荐，最核心）

目标：真正看懂iirnotch和firwin的作用

任务：

在虚拟数据里单独控制50Hz干扰的幅度
对比勾选/取消"滤波开启"的波形差异
修改NOTCH_FREQ = 50为其他值（如30），看滤波效果变化

代码修改（第265行）：

# 添加滑块控制干扰幅度
self.interference_slider = QtWidgets.QSlider(QtCore.Qt.Horizontal)
self.interference_slider.setRange(0, 100)
self.interference_slider.setValue(50)
self.interference_slider.valueChanged.connect(self._change_interference)

def _change_interference(self, value):
    self.serial_thread.virtual_noise = value  # 实时改噪声幅度

方向B：完整还原8通道EEG

目标：理解原代码的8通道架构

任务：

恢复8通道显示，但分层排列（不重叠）
每个通道Y轴偏移，像真实脑电图那样

效果：

CH1: ~~~~~~  (Y轴中心 +300)
CH2: ~~~~~~  (Y轴中心 +200)
CH3: ~~~~~~  (Y轴中心 +100)
...

方向C：数据保存与分析

目标：把虚拟数据存下来，用Python离线分析

任务：

点击"保存"按钮，把当前1秒数据存为CSV
用matplotlib画静态图
计算FFT频谱，对比滤波前后

我的建议

选A！理由：

滤波是这份代码的核心技术点
你现在能看到效果，是学习的最佳时机
搞懂后，你能向他人解释"为什么用50Hz陷波"

立即开始（A方向）

第一步：添加噪声控制滑块

在_setup_ui里添加（第395行附近）：

# 噪声幅度滑块
self.noise_label = QtWidgets.QLabel("50Hz干扰:50")
ctrl.addWidget(self.noise_label)

self.noise_slider = QtWidgets.QSlider(QtCore.Qt.Horizontal)
self.noise_slider.setRange(0, 100)
self.noise_slider.setValue(50)
self.noise_slider.valueChanged.connect(self._update_noise)
ctrl.addWidget(self.noise_slider)

添加回调函数：

def _update_noise(self, value):
    self.serial_thread.virtual_noise = value
    self.noise_label.setText(f"50Hz干扰:{value}")

运行后：拖动滑块，实时改变干扰强度，观察滤波效果！

选哪个方向？

或者你有其他想法（比如加FFT频谱显示、改颜色主题）？

告诉我，帮你规划！💪

至此，我真的觉得AI帮助了我完成过去靠自己根本不可能完成的艰难任务。
全球科技通史的作者说：技术的进步可以叠加的。
我又想起博弈论中的正和游戏，技术的进步就很像正和游戏。太神奇了

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人生易如反掌

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阶段二：记借助KIMI速通pyqt后--EEG代码+虚拟数据运行

人生易如反掌

方案：添加虚拟数据模式

第一步：修改 SerialThread 的 __init__

第二步：修改 run 方法

第三步：添加虚拟数据生成

第四步：修改主程序启动

第五步：添加滤波开关对比

运行效果

快速验证滤波效果

你现在要做的

问题定位

问题1：主程序入口没传参数

问题2：__init__里有重复的串口代码

修复方案

修复1：删除重复的串口代码

修复2：主程序启用虚拟模式

快速验证

或者：简化方案，强制虚拟模式

你现在要做的

成功显示图像时刻！Amazing!

修改目标

快速修改（3处）

修改1：只显示CH1（约第480行）

修改2：降低更新频率（第20行）

修改3：减少显示点数（第23行）

额外优化：降低虚拟数据采样率

修改后效果

完整替换 _update_time_plot 函数

现在修改，运行看效果！

问题所在

快速验证修改是否生效

彻底解决方案：强制只画CH1（不管勾选）

检查步骤

你现在掌握的技能

下一步选择（3个方向）

方向A：深入理解滤波器（推荐，最核心）

方向B：完整还原8通道EEG

方向C：数据保存与分析

我的建议

立即开始（A方向）

选哪个方向？

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人生易如反掌

第一步：修改 `SerialThread` 的 `init`

第二步：修改 `run` 方法

问题2：`init`里有重复的串口代码

完整替换 `_update_time_plot` 函数