一種基于stm32單片機的耳聲發射檢測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫療電子器械領域，尤其是一種基于STM32單片機的耳聲發射檢測儀。
【背景技術】
[0002]耳聲發射(otoacoustic emiss1ns，0ΑΕ)是一種產生于耳蝸，經聽骨鏈及鼓膜傳導釋放入外耳道的音頻能量。耳聲發射自1978年被發現以來，已被作為一種客觀、無創而敏感的耳科臨床檢查項目及實驗室研究手段。耳聲發射的類型包括自發性耳聲發射(spontaneous otoacoustic emiss1ns,SOAE)、刺激步頁率耳聲發身才(stimulus frequencyOAEs，SFOAEs)、電誘發耳聲發射(electrical evoked otoacoustic,ΕΕ0ΑΕ)、瞬態聲誘發性耳聲發射(transient evoked otoacoustic emiss1ns，ΤΕ0ΑΕ)以及畸變產物耳聲發射(distort1n products otoacoustic emiss1n，DP0AE)，其中臨床常用的聽力篩查和診斷類型是TEOAE和DPOAE。
[0003]目前已公布的耳聲發射檢測儀器專利主要有三種，但都一定局限性。第一種聲發射檢測儀器專利采用聲卡作為刺激器和耳聲采集器，并配有上位機，但由于其無法對聲卡內部進行控制，只能使用聲卡現成的播放和錄音模式，需通過上位機產生和發送刺激聲數據到聲卡進行播放，傳輸線路過長，容易導致傳輸故障和刺激聲失真，且這種結構中耳聲刺激采集模塊依賴于上位機的數據才能正常運行，不夠方便且效率較低。第二種聲發射檢測儀器專利采用專業數據采集卡作為刺激器和耳聲采集器，也配有上位機，這種結構通過專業數據采集卡內置的DSP芯片直接產生刺激聲，但其刺激聲的格式和種類少，結構復雜，使用不便，且需采用主要用于科研的專業數據采集卡，價格昂貴。以上這兩種專利的聲卡和專業數據采集卡都受制于制造商，維修、更新不方便，靈活性較低。第三種聲發射檢測儀器專利是CN 100401981C公布的結構，這種結構采用自主設計組裝的采集卡，將播放刺激聲、采集耳聲、處理耳聲數據放在同一個控制單元里，并通過存儲器來存放刺激聲，具備一定的使用價值，但在這種方式并未配有上位機，沒有發揮PC機高速數據處理和操作便利的特性，導致該儀器難以應用于數據處理速度和實時性要求高的場合。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于:提供一種噪聲弱、方便、效率高、全面、靈活和應用范圍廣的，基于STM32單片機的耳聲發射檢測儀。
[0005]本實用新型所采取的技術方案是:
[0006]—種基于STM32單片機的耳聲發射檢測儀，包括刺激采集雙效卡、上位計算機和耳聲探頭，所述刺激采集雙效卡包括STM32單片機主控電路、TF卡、音頻電路、模數轉換電路和USB通信電路，所述STM32單片機主控電路分別與TF卡和USB通信電路連接，所述STM32單片機主控電路的輸出端與音頻電路的輸入端連接，所述模數轉換電路的輸出端與STM3 2單片機主控電路的輸入端連接，所述耳聲探頭分別連接音頻電路的輸出端和模數轉換電路的輸入端，所述USB通信電路與上位計算機連接。
[0007]進一步，所述刺激采集雙效卡還包括電源電路和信號調理電路，所述信號調理電路設在耳聲探頭的輸出端與模數轉換電路的輸入端之間，所述電源電路的輸入端與上位計算機的輸出端連接，所述電源電路的輸出端分別與STM32單片機主控電路的輸入端、模數轉換電路的輸入端、信號調理電路的輸入端以及耳聲探頭的輸入端連接。
[0008]進一步，所述上位計算機包括處理器、顯示器、輸入模塊、打印模塊、存儲模塊和通信模塊，所述通信模塊和存儲模塊均與處理器連接，所述通信模塊還與USB通信電路連接，所述輸入模塊的輸出端與處理器的輸入端連接，所述處理器的輸出端分別與顯示器的輸入端以及打印t旲塊的輸入端連接。
[0009]進一步，所述USB通信電路由CH340芯片和外圍電路組成，所述CH340芯片與STM32單片機主控電路的UART接口連接，所述CH340芯片還與上位計算機連接。
[0010]進一步，所述電源電路包括供電模塊和參考電壓模塊，所述供電模塊包括隔離式DC/DC轉換單元、反向電荷栗和降壓單元，所述參考電壓模塊包括基準電源和運算放大器，所述上位計算機的輸出端與隔離式DC/DC轉換單元的輸入端連接，所述隔離式DC/DC轉換單元的輸出端分別與反向電荷栗的輸入端、降壓單元的輸入端、信號調理電路的輸入端、模數轉換電路的輸入端以及STM32單片機主控電路的輸入端連接，所述反向電荷栗的輸出端分別與信號調理電路的輸入端以及模數轉換電路的輸入端連接，所述基準電源的輸出端通過運算放大器跟隨穩壓后進而與模數轉換電路的參考電壓輸入端連接。
[0011]進一步，所述隔離式DC/DC轉換單元采用DCR010505芯片，所述反向電荷栗采用TPS60403芯片，所述降壓單元采用TPS72216芯片，所述基準電源采用LM4140芯片;所述運算放大器采用0PA350芯片。
[0012]進一步，所述信號調理電路包括第一級放大電路、高通濾波電路、低通濾波電路和第二級放大電路，所述耳聲探頭的輸出端依次通過第一級放大電路、高通濾波電路、低通濾波電路和第二級放大電路進而與模數轉換電路的輸入端連接。
[0013]進一步，所述音頻電路由PCM1770音頻芯片和外圍電路組成，所述PCM1770音頻芯片的控制口與STM32單片機主控電路的SPI接口連接，所述PCM1770音頻芯片的音頻輸入口與STM32單片機主控電路的I2S接口連接，所述PCM1770音頻芯片的輸出端還與耳聲探頭的輸入端連接。
[0014]進一步，所述模數轉換電路包括ADS1271芯片和0PA1632芯片，所述0PA1632芯片的輸入端與耳聲探頭的輸出端連接，所述0PA1632芯片的輸出端與ADS1271芯片的輸入端連接，所述ADS1271芯片與STM32單片機主控電路的SPI接口連接。
[0015]進一步，所述耳聲探頭包括兩個揚聲器和一個三線駐極體傳聲器，所述揚聲器的輸入端通過信號線與音頻電路的輸出端連接，所述三線駐極體傳聲器的輸出端通過信號線與信號調理電路的所述揚聲器的輸入端通過信號線與音頻電路的輸出端連接，所述三線駐極體傳聲器的輸出端通過信號線與信號調理電路的輸入端連接，所述三線駐極體傳聲器的電源線與電源電路的輸出端連接。
[0016]本實用新型的有益效果是:刺激采集雙效卡包括STM32單片機主控電路和TF卡，采用了價格相對便宜、技術成熟的STM32單片機作為刺激采集雙效卡的主控芯片，控制單獨的模數轉換電路和音頻電路，與專業數據采集器卡和聲卡相比，維修、更新方便，靈活性較高；通過TF卡來存放刺激聲數據，供刺激采集雙效卡重復播放，與聲卡采用上位機傳輸刺激聲的方案相比，可以節省傳輸帶寬，減少傳輸故障和失真，噪聲弱且效率高;設有上位計算機，充分發揮了 PC機高速數據處理和操作便利的特性，可以應用于數據處理速度和實時性要求高的場合，更加全面和應用范圍更廣。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一種基于STM32單片機的耳聲發射檢測儀的整體結構圖；
[0018]圖2為本實用新型上位計算機的結構框圖；
[0019]圖3為本實用新型USB通信電路的電路原理圖；
[0020]圖4為本實用新型電源電路的結構框圖；
[0021 ]圖5為本實用新型信號調理電路的結構框圖；
[0022]圖6為本實用新型音頻電路的電路原理圖；
[0023]圖7為本實用新型0PA1632芯片的電路原理圖；
[0024]圖8為本實用新型ADS1271芯片的電路原理圖；
[0025]圖9為本實用新型耳聲探頭的結構框圖。
【具體實施方式】
[0026]參照圖1，一種基于STM32單片機的耳聲發射檢測儀，包括刺激采集雙效卡、上