血糖仪已经成为一种常见的家庭医疗器械，市面上大多数的血糖仪价格和精度难以兼得。随着电子技术的发展，一款功能强大而价格便宜OFweek中国高科技行业门户具体原理:当测试条上滴入血样,血液中的葡萄糖与测试条上的酶发生反应产生电荷Q,而电荷与血糖浓度呈线性关系,所以,只需测出纸条上的电荷量就可以知道血粧的浓度。这里与大多数血糖测试方法稍有不同的是测量电荷量,而不是电流值。测量电荷Q用到模拟装置,完全由MCU内部提供主要包括:高精度模数转换器(ADC)、可编程的恒流源、数字处理器和存储器、高精度定时器、参考电压源等。如卜图4是测量电荷MCU内部逻辑图(Blood Glucose Level)Constant CurrentSourceDigitalPrOcessorTiCPand MemoryADC orProgrammableCVoltae retBlood Sample Test Strip(charge generator)图4图3可以看出,外围电路很简单,只需一个血糖测试应和·个显示屏。该设计中,主控ⅩIN芯片选用了 Microchip的新推出的PIC24FJ"GC"系列MCU,该系列芯片只有强大的髙级模拟特性和超低玏耗特性。髙级模拟资源有16bit∑-△ADC、12 bi sarac、10 bi ldac、充电时间单元(CTMU)、2个运算放人器、比较器、片上Vref等。同时具有超低功耗特性,多种功耗管理模式,深度睡眠3.3V吋典型电流40nA,RTC开启32kHz,3.3V时典型电流400nA。屴外该芯片还集成LCD驱动、支持 USBOTG、RTCC等模块, Flash从64kb-128kb,RAM8kb,采用改进型哈佛架构,最高运行速度可达16MIFS(32Ⅷ时),集成17位x17位单周期硬件乘法器等等。这些资源完全满足一个高精度低功耗低成本的血糖仪设计需求。PIC24CTMU测血糖方法及流程如图3,恒流源由MCU内部的CTMU提供,测试条与恒流源通过丌关连接,开关由MCU内部控制,正常情况下开关处于闭合状态。当血糖测试条上未滴入血样时,测试条呈现很高的电阻,测试条相当于一个无穷大的电阻与一个电压源并联。当测试条上滴入血样,血样与化学酶发生反应,这时通过ADC检测测试条2端的电压,当电压产生由高到低的突变时,MCU内部断开OFweek中国高科技行业门户电流源与测试条的连接开关,等待一段时间(浸泡时间),等待血样与梅充分反应达到电荷稳定,浸泡时间到了,启动定时器计时,同时恢复恒流源与测试条的连接,继续监视血液测试条的电压,当检测到电压有明显增加时,停止定时器计时,测量的时间即为电荷移除需要的时间,血样中总的电荷量根据公式Q=I*(其中Ⅰ是恒流源的设定值,T是定时器测得的时间),再经处理器MCU计算出电荷量Q值。具体流程请参考图5连接恒流源显示血糖浓度到测试条〔BGL监视测试条2端的电压确定电荷QQ=|*T并转换成BGL电压值是否有明显下降停止计时并确定时闻T断开恒流源与测试条的连接明显增加少>等待一段时间〔浸泡时间〕监视测试条2端的电压启动 Itimer恢复恒流源开始计时与测试条连接图5流程图中,电荷总量Q已经得到,再根据电荷量换算出实际的血糖浓度。理论血糖浓度与电荷量成线性关系,实际需在选择若干重要浓度点做大量实验来确定,然后采用曲线拟合或插值等数据处理方式来确定其与电荷量之间旳关系,最终再根据这种关系把电荷量计算成血糖浓度BGL。下图6是血糖浓度是50mg/d1的血样,在浸泡时问为1s时,检测测试条2端电压( Volts)与时间T的曲线图OFweek中国高科技行业门户Low test solution approximatingA BGL of 5o ma/dLVolts1S SoakExcess chargeremoved图血糖仪通过LCD显示当前的血糖浓度信息,每次测量的血糖浓度数据同时存放在片内 Flash存储器中,具有掉电保护功能,无需外部 EEPROM。同时片上集成USB,可以与上位机PC进行通信,将采集的血糖浓度信息传输给PC,便于管理病人的健康状况。对于便携式血糖仪,一般采用电池供电,电池的寿命至关重要,所以对血糖仪的整体功耗要求更为严格。本设计采用的PIC24"GC″系列MCU,拥有世界纳瓦技术的超低功耗工艺,可以大大降低产品的功耗.同吋片上集成的 LCDDriver可以直接驱动LCD屏,也可以帮客户大大节省成本。结束语木设计采用 Microchip公司新推出的PIC24"GC"系列产品,利用片上强大的高精度模拟电路来测量血糖,无需外置高精度ADC和运放,使得产品电路大大简化,性能更加稳定,外形更加小巧。另外,也充分利用到MCU的超低功耗特性,降低了宀品功耗。总的来说,该设计用较少的外围器件完成了精准的血糖测量,降低了客户成本,同时延长了产品寿命。因此,该方案是小休积、低功耗、应用灵活、可靠性髙、便携弌髙精度血糖仪的最佳选择