基于STM32的多功能医用信号产生及测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种医用信号的产生及其测量的设备，尤其是一种基于STM32的多功能医用信号产生及测量仪，包括有单片机控制单元、双道数控常用信号产生单元、滤波处理单元、信号选择单元、信号幅度调节单元、功率放大单元、信号输出接口、数控幅度调节单元、LCD显示单元、按钮单元、信号输入接口、信号幅度数控调节单元、USB接口和存储单元；利用32位单片机控制产生常用正常和异常生理信号、常用的双道高精度频率和位相差的正弦、三角波和方波信号，结合USB接口、LCD液晶显示，其输出具有很强的带负载能力，可作为医学仪器的维修、高等院校中的实验、教学和科研，尤其是医学中的人耳特性和人体阻抗特性的测量。另外，其生理信号的波形可通过USB接口改变，这具有很好的开放性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种医用信号的产生及其测量的设备，尤其是一种基于STM32的多功能医用信号产生及测量仪。
技术介绍
在临床、医学科研和实验中，需要对生理信号进行检测、测量及分析；在医疗设备及其它医用设备的研究、维修或调试中，经常需要输入模拟心电、脑电等标准或异常的生理信号；在医学上，对人耳频率特性和人体阻抗特性的研究和教学中，需要高频率精度、高驱动能力、高纯度的正弦信号，这很多现有信号发生器根本无法满足要求；很多医学信号发生器或信号发生仪只有产生常见的生理信号，且其波形一般是固定的，没有能产生、输出常用的正常和异常生理信号，以及正弦、三角和方波信号，并能同时测量的设备。
技术实现思路
本技术的目的在于为克服现有技术的不足，提供一种基于STM32的多功能医用信号产生及测量仪，利用单片机控制产生常用正常和异常生理信号、常用的高精度频率的正弦、三角波和方波信号，其输出具有很强的带负载能力，且其生理信号的波形可通过 USB接口改变，还可同时测量多道生理信号，并利用IXD显示波形。本技术为克服现有技术的不足，采用了如下技术方案一种基于STM32的多功能医用信号产生及测量仪，其特征是包括有单片机控制单元、双道数控常用信号产生单元、滤波处理单元、信号选择单元、信号幅度调节单元、功率放大单元、信号输出接口、数控幅度调节单元、IXD显示单元、按钮单元、信号输入接口、信号幅度数控调节单元、USB接口和存储单元；单片机控制单元内部有D/A转换、A/D转换、USB引擎；单片机控制单元的控制输出端口与双道数控常用信号产生单元的输入端连接，其输出端与信号选择单元的输入端连接；滤波处理单元的输入端与单片机控制单元内部的D/A转换输出端口连接，其输出端与信号选择单元的输入端连接；信号选择单元的输出端与信号幅度调节单元输入端连接， 信号幅度调节单元的控制输入端和输出端分别与单片机控制单元控制输出端和功率放大单元的输入端连接，功率放大单元的输出端与信号输出接口和数控幅度调节单元输入端连接，数控幅度调节单元输出端与单片机控制单元内部的A/D转换输入端口连接；信号输入接口的输出端与信号幅度数控调节单元的输入端连接，信号幅度数控调节单元的输出端与单片机控制单元的输入输出端口连接；存储单元的输入输出接口、USB接口的输入输出接口及按钮输入单元的输出端分别与单片机控制单元的输入输出接口、USB引擎及信号输入端连接。按本技术提供的基于STM32的多功能医用信号产生及测量仪，利用32位单片机控制产生常用正常和异常生理信号、常用的高精度频率的正弦、三角波和方波信号，其输出具有很强的带负载能力可作为医学仪器的维修、高等院校中的实验、教学和科研，尤其是医学中的人耳特性和人体阻抗特性的测量，其生理信号的波形可通过USB接口改变。本技术有如下的优点(1)本仪器利用使用极其方便的USB接口技术、显示直观的IXD液晶显示技术和控制及处理功能强大的32位高性能单片机等技术，这使得该智能仪器性能稳定、可靠，同时具有体积小、使用直观、方便、灵活、便于携带、成本低等特点。(2)本仪器可通过USB接口实现计算机与单片机的通信，随时增加、各种需要产生的模拟生理信号，且对同一生理信号可提供了几种频率，以方便用一般的示波器观察。这使得该仪器具有很好的开放性。(3)本仪器利用其高驱动能力的输出，可直接驱动耳机用于人耳频率特性的测量、 实验和研究，也利用其能输出高频率精度、高纯度、高驱动能力的正弦信号，可极其方便地用于人体阻抗特性的研究和教学等。(4)本仪器可同时测量多达8道生理信号，且利用IXD显示其相应波形，可通过 USB接口与计算机实现通讯，实现数据的传输等。附图说明本技术上述结构可通过附图所提供的非限定性实施例进一步说明。图1为本技术的电路原理框图；图2为单片机控制单元的电路图；图3为双道数控常用信号产生单元的电路图；图4为滤波处理单元的电路图；图5信号选择单元的电路图；图6为信号幅度调节单元的电路图；图7为功率放大单元的电路图；图8为数控幅度调节单元的电路图；图9为IXD显示单元的电路图；图10为存储单元的电路图；图11为信号幅度数控调节单元的电路图。具体实施方式下面参照附图说明本技术的实施方案。在图1所示的实施方案中，一种基于 STM32的多功能医用信号产生及测量仪，包括有单片机控制单元、双道数控常用信号产生单元、滤波处理单元、信号选择单元、信号幅度调节单元、功率放大单元、信号输出接口、数控幅度调节单元、IXD显示单元、按钮单元、信号输入接口、信号幅度数控调节单元、USB接口和存储单元；单片机控制单元内部有D/A转换、A/D转换、USB引擎；单片机控制单元的控制输出端口与双道数控常用信号产生单元的输入端连接，其输出端与信号选择单元的输入端连接；滤波处理单元的输入端与单片机控制单元内部的D/A转换输出端口连接，其输出端与信号选择单元的输入端连接；信号选择单元的输出端与信号幅度调节单元输入端连接， 信号幅度调节单元的控制输入端和输出端分别与单片机控制单元控制输出端和功率放大单元的输入端连接，功率放大单元的输出端与信号输出接口和数控幅度调节单元输入端连接，数控幅度调节单元输出端与单片机控制单元内部的A/D转换输入端口连接；信号输入接口的输出端与信号幅度数控调节单元的输入端连接，信号幅度数控调节单元的输出端与单片机控制单元的输入输出端口连接；存储单元的输入输出接口、USB接口的输入输出接口及按钮输入单元的输出端分别与单片机控制单元的输入输出接口、USB引擎及信号输入端连接。前述单片机控制单元包括单片机Ul和相应的外围元器件，单片机Ul采用32位单片机STM32F103RD，内部有D/A转换、A/D转换、USB引擎；单片机Ul的模拟信号输入输出PA 口分别与数控幅度调节单元、信号幅度调节单元、信号幅度数控调节单元中的输入输出端口连接；单片机D/A输出口、PWM输出口、USB引擎分别与滤波处理单元中的生理信号输入、滤波脉冲和USB接口相连；单片机输入输出PC 口分别与信号选择单元、按钮输入单元、双道数控常用信号产生单元中的输入端口连接，单片机输入输出PB 口分别与存储单元、IXD显示单元中的输入输出端口连接。如图2所示的实施例中，单片机Ul采用的32 位单片机STM32F103RD，其内部具有D/A转换、A/D转换、USB引擎，可方便与计算机通信， 同时对通过按钮输入的信息进行分析，并向其它部分发送相应的数据或控制信号，实现从输出端输出相应参数的音频信号，并控制LCD液晶实现各种相关信息的显示。单片机模拟信号输入口节点Peak_MeaSureADC、输入输出口 PeakCtrlAl分别与数控幅度调节单元中的模拟输出、控制输入相连；单片机D/A输出口节点BioSignl、BioSign2、PWM输出口节点 MAX291_CLK1、MAX291_CLK2分别与滤波处理单元中的生理信号输入、滤波脉冲相连；单片机输入输出PC 口节点Keyl、Key2、Key3分别与按钮输入单元中的输出相连，当有按键按下时节点PD2引脚就输出高电平，通过三极管9014使蜂鸣器BUM发出声音；单片机输入 ^iii PC Π ιChanlSingalSelK ChanlSin本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＳＴＭ３２的多功能医用信号产生及测量仪，其特征是：１）、包括有单片机控制单元、双道数控常用信号产生单元、滤波处理单元、信号选择单元、信号幅度调节单元、功率放大单元、信号输出接口、数控幅度调节单元、ＬＣＤ显示单元、按钮单元、信号输入接口、信号幅度数控调节单元、ＵＳＢ接口和存储单元；２）、单片机控制单元内部有Ｄ／Ａ转换、Ａ／Ｄ转换、ＵＳＢ引擎；单片机控制单元的控制输出端口与双道数控常用信号产生单元的输入端连接，其输出端与信号选择单元的输入端连接；滤波处理单元的输入端与单片机控制单元内部的Ｄ／Ａ转换输出端口连接，其输出端与信号选择单元的输入端连接；信号选择单元的输出端与信号幅度调节单元输入端连接，信号幅度调节单元的控制输入端和输出端分别与单片机控制单元控制输出端和功率放大单元的输入端连接，功率放大单元的输出端与信号输出接口和数控幅度调节单元输入端连接，数控幅度调节单元输出端与单片机控制单元内部的Ａ／Ｄ转换输入端口连接；信号输入接口的输出端与信号幅度数控调节单元的输入端连接，信号幅度数控调节单元的输出端与单片机控制单元的输入输出端口连接；存储单元的输入输出接口、ＵＳＢ接口的输入输出接口及按钮输入单元的输出端分别与单片机控制单元的输入输出接口、ＵＳＢ引擎及信号输入端连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙聪，刘改琴，高斌，熊兴良，奉娇，苏爱华，陈萍，刘亚涛，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：实用新型
国别省市：85