诱发电位(Evoked potentials, EPs)是指中枢神经系统在感受器官受到外界刺激而产生的一系列与刺激相关的微弱电位变化,常见EPs包括体感诱发电位(Somatosensory evoked potentials, SEPs)、视觉诱发电位(Visual evoked potentials， VEPs)及听觉诱发电位(Auditory evoked potentials, AEPs)。作为一种电生理检查技术,EP是继脑电图、肌电图之后临床神经电生理学的第三大发展。目前它已被广泛应用于神经通路信号机制的研究和神经系统病变的客观检查,例如协助诊断神经系统的功能异常,确定中枢神经的可疑病变,有利于定位病损及监护某些神经通路的功能状态。EP采集系统主要分为两大部分,分别是刺激器和数据采集及处理分析。其基本工作原理是：刺激器产生特定参数的刺激信号,经换能器(耳机／显示器)将刺激信号传递给受试者,同时触发数据采集设备进行脑电采集,对所采集的原始信号进行放大、滤波和叠加平均等一系列处理后提取出有效的EP信号。随着EP检查在临床上的不可替代性和优越性逐渐被国内医院所接受,EP检查在临床上的需求不断增加,性能要求也根据使用的不同而提出各种要求,比如便携式、使用灵活及低功耗等等。在科学研究领域,特定的科学研究目的对刺激器和数据采集设备也有特定的要求,比如,视觉稳态诱发反应研究要求刺激器能灵活改变刺激率并产生高精度的同步触发信号。目前国内大部分EP采集系统都是从国外进口,其存在着设计封闭、使用不灵活、刺激模式单一、体积较大及价格昂贵等问题。本文针对这些问题和需求,以硬件逻辑电路FPGA核心控制器研制了一款高精度可灵活改变刺激率的视觉刺激器,以音频处理芯片WM8731研制了一款便携式多功能听觉刺激器和以模拟前端芯片ADS 1299研制了一款高性能脑电数据采集器,并且开发了一套基于单个STM32核心处理器架构的便携式AEP信号提取装置。传统的视觉刺激器设计方案主要有两种：(1)基于单片机的视觉刺激器,其原理是利用单片机输出刺激图像和同步触发信号。虽然这种设计性能稳定,但因单片机内部资源有限,变更刺激模式困难；(2)基于PC显卡的视觉刺激器,是通过PC机上的软件编程控制显卡实现图像刺激和同步信号的输出。虽然这种设计能灵活地产生不同刺激模式,但因其需要运行在多任务操作系统下,其时间精度有赖于CPU性能及对硬件的调度,且刺激图像质量依赖于显卡性能。刺激器在产生高频图像刺激时,刺激图像和同步信号会出现延时,导致同步性变差。因此,本文研制的基于FPGA的高频视觉刺激控制器,从PC机接收刺激模式命令,再由FPGA控制产生刺激图像的同时,向外部数据采集设备发送同步信号。实验结果表明,本刺激器能灵活地变更不同的刺激模式,并确保高刺激率下刺激图像和同步触发信号的完全同步,同步精度高达μs级。便携式AEP提取设备包括听觉刺激器和脑电获取与处理两个主要部分。传统的听觉刺激器依赖于专业化媒体播放设备,这种方法虽然有着很好的刺激效果,但是其存在封闭式设计、价格昂贵及使用不灵活等缺点。因此,我们设计了一款基于音频处理芯片WM8731的嵌入式听觉刺激器。它具有低功耗、低成本、使用灵活及便携式的优点。本刺激器的工作原理是：使用者通过LCD屏和按键选择不同刺激模式,STM32微控制器读出SD卡内所被选中的刺激声文件将其传至WM8731产生刺激声。同时,高速I/O口输出同步触发信号至脑电数据采集单元。我们用模拟前端芯片ADS1299开发了一个高性能的脑电信号采集器。结合上述的嵌入式听觉刺激器,构成一种基于单个STM32核心处理器架构下实现的便携式AEP信号提取设备。利用两个内存直接存取器(direct memory access, DMA)控制器,该系统通过内部同步方式实现同时进行刺激声的播放和脑电数据的采集。实验结果表明,本文所设计的基于STM32的便携式AEP采集系统能完成AEP信号的有效提取。