糖尿病是一種常見嚴重危害人類健康的慢性疾病，近年來的發(fā)患者數(shù)逐年上升，患者有必要定時進行血糖監(jiān)測，才干操控病況并有針對性的醫(yī)治。血糖儀現(xiàn)已成為一種常見的家庭醫(yī)療器械，市面上大多數(shù)的血糖儀價格和精度難以兼得。跟著電子技能的發(fā)展，一款功用強壯而價格便宜的血糖儀應(yīng)運而生，本文將介紹一款選用Microchip PIC24“GC”系列MCU，使用CTMU功用測定血糖濃度的新辦法。
血糖儀測驗原理
血糖值的檢測辦法選用的是生物電化學(xué)辦法，其原理：血糖測驗條刺進血糖儀后，在測驗條的頂端滴入血樣，血液中的葡萄糖與血糖測驗條上的酶發(fā)作化學(xué)反響，發(fā)作電子或微電流，電子數(shù)量或許微電流的強弱跟著血液中血糖濃度的添加而添加。
一般血糖儀的測驗辦法
經(jīng)過準確丈量弱小電流的大小，并依據(jù)電流值和血糖濃度的聯(lián)系，反算出相應(yīng)的濃度。為了丈量準確的電流值，往往需要強壯的模仿信號調(diào)度電路。
PIC24 CTMU血糖測驗辦法
模仿信號調(diào)度電路無需外加，只需MCU內(nèi)部集成的CTMU單元和高精度來ADC完結(jié)。
該計劃也是依據(jù)血糖丈量的電化學(xué)原理，但其實現(xiàn)辦法推翻了以往血糖的測驗辦法。本規(guī)劃介紹的是一款單芯片規(guī)劃計劃，以Microchip最新的PIC24F“GC” 系列MCU為中心，外圍電路規(guī)劃簡略，測驗條直接與MCU I/O口銜接完結(jié)一個快速、高精度、低成本、低功耗的血糖測驗。 詳細原理：當測驗條上滴入血樣，血液中的葡萄糖與測驗條上的酶發(fā)作反響發(fā)作電荷Q，而電荷與血糖濃度呈線性聯(lián)系，所以，只需測出紙條上的電荷量就能夠知道血糖的濃度。這兒與大多數(shù)血糖測驗辦法稍有不同的是丈量電荷量，而不是電流值。丈量電荷Q用到模仿設(shè)備，徹底由MCU內(nèi)部提供，首要包含：高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)、可編程的恒流源、數(shù)字處理器和存儲器、高精度定時器、參閱電壓源等。
外圍電路很簡略，只需一個血糖測驗座和一個顯示屏。該規(guī)劃中，主控XIN芯片選用了Microchip的新推出的 PIC24FJ“GC”系列MCU，該系列芯片具有強壯的高檔模仿特性和超低功耗特性。高檔模仿資源有16bit Σ-ΔADC、12bit SAR ADC、10bit DAC、充電時刻單元（CTMU)、2個運算放大器、比較器、片上Vref等。一起具有超低功耗特性，多種功耗管理模式，深度睡眠3.3V時典型電流40nA，RTCC開啟32 kHz，3.3V時典型電流400 nA。別的該芯片還集成LCD驅(qū)動、支撐USB OTG、RTCC等模塊，F(xiàn)lash從64kb-128kb，RAM 8kb，選用改進型哈佛架構(gòu)，最高運行速度可達16 MIPS（32 MHz時），集成17位x 17位單周期硬件乘法器等等。這些資源徹底滿足一個高精度低功耗低成本的血糖儀規(guī)劃需求。
PIC24 CTMU測血糖辦法及流程
恒流源由MCU內(nèi)部的CTMU提供，測驗條與恒流源經(jīng)過開關(guān)銜接，開關(guān)由MCU內(nèi)部操控，正常情況下開關(guān)處于閉合狀況。當血糖測驗條上未滴入血樣時，測驗條出現(xiàn)很高的電阻，測驗條相當于一個無窮大的電阻與一個電壓源并聯(lián)。當測驗條上滴入血樣，血樣與化學(xué)酶發(fā)作反響，這時經(jīng)過ADC檢測測驗條2端的電壓，當電壓發(fā)作由高到低的突變時，MCU內(nèi)部斷開電流源與測驗條的銜接開關(guān)，等候一段時刻（浸泡時刻），等候血樣與酶充沛反響到達電荷穩(wěn)定，浸泡時刻到了，發(fā)動定時器計時，一起康復(fù)恒流源與測驗條的銜接，繼續(xù)監(jiān)視血液測驗條的電壓，當檢測到電壓有明顯添加時，中止定時器計時，丈量的時刻即為電荷移除需要的時刻，血樣中總的電荷量依據(jù)公式Q=I*t（其間 I是恒流源的設(shè)定值，T是定時器測得的時刻），再經(jīng)處理器MCU計算出電荷量Q值。
流程圖中，電荷總量Q現(xiàn)已得到，再依據(jù)電荷量換算出實踐的血糖濃度。理論血糖濃度與電荷量成線性聯(lián)系，實踐需在挑選若干重要濃度點做很多試驗來斷定，然后選用曲線擬合或插值等數(shù)據(jù)處理方式來斷定其與電荷量之間的聯(lián)系，終究再依據(jù)這種聯(lián)系把電荷量計算成血糖濃度BGL。
血糖儀經(jīng)過LCD顯示當時的血糖濃度信息，每次丈量的血糖濃度數(shù)據(jù)一起存放在片內(nèi)Flash存儲器中，具有掉電維護功用，無需外部EEPROM。一起片上集成USB，能夠與上位機PC進行通訊，將收集的血糖濃度信息傳輸給PC，便于管理患者的健康狀況。對于便攜式血糖儀，一般選用電池供電，電池的壽數(shù)至關(guān)重要，所以對血糖儀的全體功耗要求更為嚴厲。本規(guī)劃選用的PIC24“GC”系列MCU，具有世界納瓦技能的超低功耗工藝，能夠大大下降產(chǎn)品的功耗。一起片上集成的LCD Driver能夠直接驅(qū)動LCD屏，也能夠幫客戶大大節(jié)約成本。