近年来,体育训练、肢体运动康复领域对运动生物力学理论的应用越来越普遍,对微传感器数据采集技术则提出了更高的要求。现有的运动生物力学测量以运动传感器或光学传感器分析人体运动动作为主,还很少与表面肌肉电信号（surface electromyogram,s EMG）相结合,远不能满足体育训练、肢体运动康复领域对运动深层机理进行研究的需求。针对上述情况,本文开展了下肢运动信号及表面肌电信号同步采集系统的设计,实现了微弱的人体表面肌电信号的拾取,完成了不同采样率的运动信号及表面肌电信号的同步采集。首先,本文设计了表面肌电信号采集模块,该采集模块基于STM32系列CPU,功能电路包括前置差分放大、带通滤波、工频陷波器、信号调理电路和基于IEEE802.11的无线传输模块,采集到的的表面肌电信号具有高输入阻抗和高共模抑制比,并且有效滤除了采集过程中500Hz以上、10Hz以下以及50Hz左右的噪声;在数据传输方面,本文基于TCP/IP协议进行数据传输,使用该协议完成对运动信号、表面肌电信号的封装,以及与上位机之间的通讯。其次,本文提出了一种用于不同采样频率的多节点无线传感系统的时间同步方法,基于单向广播由上位机通过多线程一一对应地控制多节点完成硬件初始化、同步启动采集以及数据包零点对齐,并在数据采集的过程中以接收者-接收者（RR）机制为基础,利用一元线性最小二乘回归模型,减少了由时钟漂移以及丢包引起的同步误差。最后,根据人体步行运动周期划分以及关键动作与肌肉激活、发力模式的匹配情况,设计了步行实验对该系统的同步效果进行测试,结果表明,该系统能够有效地同步表面肌电信号以及运动信号,正常工作状态下同步误差绝对值基本小于0.1ms,从而能够精确匹配下肢运动状态以及肌肉状态,适用于使用表面肌电信号以及运动信号进行综合分析的研究。