本实用新型专利技术提供的基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，包括电源、超声波换能器和信号调理模块，所述信号调理模块含有STM32单片机和FPGA处理器，STM32单片机和FPGA处理器电连接，电源与超声波换能器和信号调理模块相互电连接。本实用新型专利技术采用了基于超声医学的检测方式，可以弥补目前的检测设备大型、不便、成本高等缺陷，且在弥补上述缺陷的同时使用收发一体的单探头使得检测部位更为广泛。同时结合STM32单片机和FPGA处理器使得检测的方式更精确，更具效率，给予后续研究者更多的经验。更多的经验。更多的经验。
【技术实现步骤摘要】
基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置
[0001]本技术涉及医学监测评价领域，特别涉及一种多部位人体骨质评价装置。
技术介绍
[0002]超声医学是超声学与医学结合、或超声技术应用于医学各部门而形成的学科。超声在不同介质中传输的速度不同，超声检测对肌肉和软组织显像良好，对于显示固体腔隙的界面有特别用处，并且可以实时生成图像，检查操作者可动态选择对诊断最有用的部分观察并记录，利于快速诊断。
[0003]目前，青少年的健康成长和中老年人的健康成为我国民生政策的重点，而骨骼的生长状况在衡量两者的健康程度中占据主导地位，目前尚未有一款轻巧简便的检测设备和手段，传统的骨质评价方式，在设备大型和成本高昂的同时还伴随着大量辐射，不能有效、快速的辅助医师对患者进行诊断。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本技术提供了基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，具有采集准确、效率高、轻便、稳定、无辐射等特点。
[0005]本技术提供的基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，包括电源、超声波换能器和信号调理模块，所述信号调理模块含有STM32单片机和FPGA处理器，STM32单片机和FPGA处理器电连接，电源与超声波换能器和信号调理模块相互电连接。
[0006]具体的，所述电源为稳压电源，用于产生不同幅值的电压值，分别为 STM32单片机和FPGA处理器供电。
[0007]具体的，所述超声波换能器采用收发一体双晶平探头的超声换能器。
[0008]具体的，所述信号调理模块包括信号放大电路、限幅电路、STM32单片机、FPGA处理器、高速AD/DA采集卡和LCD显示器，信号放大电路、限幅电路、STM32单片机、FPGA处理器、高速AD/DA采集卡和LCD显示器相互电连接。
[0009]具体的，所述STM32单片机包括总控模块、SPI收发模块、按键模块、人机交互界面模块和串口模块，总控模块分别与SPI收发模块、按键模块、人机交互界面模块和串口模块电连接，SPI收发模块与串口模块电连接，串口模块与LCD显示器电连接。
[0010]具体的，所述FPGA处理器用于接收STM32单片机的控制命令，启动或停止超声波换能器和信号调理模块的工作，驱动超声换能器和高速AD/DA采集卡，开始数据采集，并进行暂时存储。
[0011]具体的，所述FPGA处理器和STM32单片机之间数据信号的传输通过 SPI协议完成通信，STM32单片机在通信中控制数据通信启停和过程。
[0012]具体的，所述高速AD/DA采集卡用于将采集到的模拟电压转换为数字信号，由集成高速AD9280芯片实现采样转换过程，然后将转换好的数字信号传输到FPGA处理器中进行滤波处理和数据变换。
[0013]本技术的有益效果:
[0014]本技术提供的基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，采用了基于超声医学的检测方式，可以弥补目前的检测设备大型、不便、成本高等缺陷，且在弥补上述缺陷的同时使用收发一体的单探头使得检测部位更为广泛。同时结合STM32单片机和FPGA处理器使得检测的方式更精确，更具效率，给予后续研究者更多的经验。
附图说明
[0015]图1显示了本技术装置的FPGA处理器功能框图：
[0016]图2显示了本技术装置的STM32单片机功能框图：
[0017]图3显示了本技术装置的信号限幅电路图：
[0018]图4显示了本技术装置的信号放大电路图；
[0019]图5显示了本技术装置数据传输程序框图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图1
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5和实施例对本技术的具体实施方式作进一步详细描述，但本技术的方法不限于下述实施例。
[0021]在本技术中，为了便于描述，对本技术中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。
[0022]本技术提供的基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，包括电源、超声波换能器和信号调理模块，所述信号调理模块含有STM32单片机和FPGA处理器，STM32单片机和FPGA处理器电连接，电源与超声波换能器和信号调理模块相互电连接。
[0023]本技术所述信号调理模块包括信号放大电路、限幅电路、STM32单片机、FPGA处理器、高速AD/DA采集卡和LCD显示器，信号放大电路、限幅电路、STM32单片机、FPGA处理器、高速AD/DA采集卡和LCD显示器相互电连接。
[0024]进一步说明的是，该装置主要由FPGA处理器和STM32单片机构成，超声换能器和高速AD/DA采集卡是整个装置的关键附件，超声换能器的内部结构是压电晶体，可以将电信号转换为声波信号，同时外部设有透镜起到声波聚焦的作用。
[0025]本技术所述高速AD/DA采集卡用于将采集到的模拟电压转换为数字信号，由集成高速AD9280芯片实现采样转换过程，然后将转换好的数字信号传输到FPGA处理器中进行滤波处理和数据变换，同时高速AD/DA采集卡采用14位双通道、3GSPS模数转换器AD9208芯片完成数据采集。
[0026]本技术实施中，FPGA处理器使用EP4CF17C8型号负责数据的采集、处理分析、数据发送。接收STM32单片机的控制命令，启动或停止各个模块的工作，同时更改模块相应的参数。驱动超声换能器和高速AD/DA采集卡，开始数据采集，并进行暂时存储。最后对数据进行处理达到消除噪声的目的。
[0027]本技术实施中，STM32单片机方面采用STM32单片机F103ZET6，主要完成数据的接收、参数计算、总体控制、人机交互界面等功能。STM32 单片机负责接收FPGA处理器传输的数据信息进行分析计算，本技术通过SPI协议完成FPGA处理器和STM32单片机之间
通讯。本技术使用模拟SPI方式按照协议完成收发时序编写，同时依据超声背散射相关参数进行计算，进而进行骨质评价。
[0028]本技术实施中，稳压电源模块给分别给STM32单片机、FPGA处理器供电、超声换能器、模拟电路供电。分别设有3V、5V、12V供电口满足不同芯片的使用条件。超声换能器使用双晶收发一体平探头，在被测部位涂上耦合剂，进行检测。声波发射之后由换能器接收，随后送入信号调理电路经过放大、限幅之后调整到合适的输入电压在将信号输送给高速AD/DA采集卡，采集数据进入FPGA处理器之后进行数据处理滤波，缓存后发送给单片机计算完成骨质评价，将结果显示在人机交互界面模块，整个过程中STM32单片机为整个装置的主控芯片，FPGA处理器作为从机完成数字信号处理分析。
[0029]本技术实施中，人机交互界面模块，用于实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，其特征在于，包括电源、超声波换能器和信号调理模块，所述信号调理模块含有STM32单片机和FPGA处理器，STM32单片机和FPGA处理器电连接，电源与超声波换能器和信号调理模块相互电连接；所述信号调理模块包括信号放大电路、限幅电路、STM32单片机、FPGA处理器、高速AD/DA采集卡和LCD显示器，信号放大电路、限幅电路、STM32单片机、FPGA处理器、高速AD/DA采集卡和LCD显示器相互电连接；所述STM32单片机包括总控模块、SPI收发模块、按键模块、人机交互界面模块和串口模块，总控模块分别与SPI收发模块、按键模块、人机交互界面模块和串口模块电连接，SPI收发模块与串口模块电连接，串口模块与LCD显示器电连接。2.如权利要求1所述的基于FPGA处理器和STM32单片机的多部位人体骨质评价装置，其特征在于，所述电源为稳压电源，用于产生不同幅值的电压值，分别为STM32单片机和FPGA处理器供电。3.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：丑幸幸，王进，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：
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