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皮肤听声是一门新兴的信息理论,它是一种解决耳聋患者听觉问题的新技术,基于皮肤听声技术的变压式皮肤听声器已经实现,它能够使耳聋患者通过皮肤来获得对外界的声音感觉。
但是,由于变压式皮肤听声器完全采用模拟电路制作而成,它在信号处理方面的能力较弱,而且功能比较单一。目前存在的问题主要有:声压信号对于皮肤的刺痛问题,语音识别的问题,数字带通滤波问题,音量的自动调节问题。为解决这些问题,本课题采用嵌入式ARM技术来进行数字式皮肤听声器的设计开发,整个系统分为软、硬件两个部分,目的在于采用数字方式来增强皮肤听声器对于音频信号的处理能力。
嵌入式系统是目前应用比较广泛的技术,本文在充分研究了嵌入式系统和助听设备的相关知识之后,根据数字式皮肤听声器的功能需求分析,设计出了数字式皮肤听声器的软、硬件平台。整个硬件平台包括三大部分:CPU处理单元部分,音频信号处理部分,升压处理输出至电极部分。具体设计采用S3C2410微处理器作为主控模块并通过ⅡS总线同UDA1341TS音频处理芯片进行交互连接。然后,根据系统功能需求分析,扩展通用接口,实现了音频电路、电源电路、复位电路、串口电路、USB电路、JTAG电路等硬件电路。在软件平台中,实现了CPU同音频处理芯片之间的交互程序以及数字式皮肤听声器对外界声音信号的实时录放程序。另外,在操作系统选择上,选用嵌入式Linux操作系统,并根据实际情况进行了裁减,然后重新编译内核,形成自己的内核镜像文件并下载运行。
本系统实现了设计的基本要求,为数字式皮肤听声器的进一步发展做了重要工作。本文创新点在于将嵌入式ARM技术应用到皮肤听声技术中来,以此作为数字式皮肤听声器的开发设计平台。