助听器硬件接口与传感器融合实战 · 课程目录

01

助听器系统架构概述框图

数字助听器硬件框图、核心芯片选型 (DSP/MCU/Codec)、传感器融合概念引入

02

音频编解码器 (Codec) 接口 I2S/PCM

I2S/PCM协议详解、Codec初始化配置、采样率与位深设置

03

麦克风阵列接口 PDM

模拟麦克风与数字麦克风、PDM接口时序、立体声与波束成形基础

04

I2C总线实战 EEPROM

I2C协议时序、助听器内EEPROM/传感器读写、多设备地址冲突解决

05

SPI总线实战 DMA

SPI四种模式、与Flash/加速度计通信、DMA传输优化

06

GPIO与中断管理低功耗

按键检测 (机械开关/触摸)、中断优先级配置、低功耗唤醒设计

07

电源管理接口 LDO

电池电量监测 (ADC)、DC-DC与LDO选型、低功耗模式切换

08

蓝牙LE Audio接口 LC3

LC3编解码器集成、HCI命令与事件、音频流同步

09

近场磁感应 (NFMI) 接口 T线圈

T线圈通信协议、助听器间数据交换、抗干扰设计

10

加速度计 (IMU) 融合场景切换

I2C/SPI读取加速度数据、活动状态检测 (走路/静止)、自动场景切换

11

陀螺仪与姿态解算 6轴

6轴融合算法、头部运动追踪、空间音频定位

12

环境光/接近传感器佩戴检测

光感检测环境亮度、接近传感器用于佩戴检测、自适应屏幕亮度

13

电容式触摸传感器防水

触摸按键原理、电容检测IC (如FDC2214)、防水防误触设计

14

温度与湿度传感器温补

温补校准算法、耳道内温湿度监测、防止冷凝水损坏硬件

15

心率与PPG传感器 PPG

光电容积脉搏波原理、I2C读取心率数据、运动伪影消除

16

传感器数据融合算法卡尔曼

卡尔曼滤波入门、互补滤波在姿态中的应用、加权平均融合

17

实时操作系统 (RTOS) 集成 FreeRTOS

FreeRTOS任务划分、传感器数据采集任务、音频处理任务优先级

18

音频前端处理 AFC

自适应反馈抑制 (AFC)、降噪算法 (谱减法/维纳滤波)、动态范围压缩 (DRC)

19

波束成形与声源定位 GCC-PHAT

延时求和波束成形、GCC-PHAT算法、双麦克风噪声抑制

20

听力补偿算法移频

多通道响度补偿、移频技术、耳鸣掩蔽信号生成

21

蓝牙遥控器与App通信 GATT

自定义GATT服务、OTA固件升级、实时参数调整

22

低功耗设计策略 Duty Cycle

时钟门控、任务休眠与唤醒、传感器 Duty Cycle 配置

23

硬件调试接口 SWD/JTAG

SWD/JTAG调试、逻辑分析仪抓取I2S/PDM波形、示波器测量功耗

24

PCB布局与信号完整性分区

模拟与数字分区、地平面分割、麦克风走线屏蔽

25

电磁兼容性 (EMC) 设计 ESD

辐射发射抑制、ESD防护、屏蔽罩设计

26

可靠性测试 IP防护

跌落测试、盐雾测试、IP防护等级、高低温循环

27

量产测试与校准自动化

音频通道校准、传感器偏移校准、产线自动化测试脚本

28

FDA与医疗认证基础 IEC 60601

IEC 60601标准、软件生命周期文档、风险管理报告

29

实战项目：从零搭建助听器原型原型

硬件选型→驱动开发→算法集成→App控制

30

前沿趋势：AI助听器与脑机接口 EEG

AI助听器 (神经网络降噪)、脑机接口 (EEG控制)、自供电传感器