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(多图) PIC24单片机在血糖仪上的应用

贝能国际有限公司 技术应用工程师 李娟利?? 2014年03月13日 ?? 收藏3

PIC24 CTMU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开关连接,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),等待血样与酶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*t(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:

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的关系,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/dl的血样,在浸泡时间为1s时,检测测试条2端电压(Volts)与时间T的曲线图。

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.同时片上集成的LCD Driver可以直接驱动LCD屏,也可以帮客户大大节省成本。

结束语

本设计采用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,降低了产品功耗。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,该方案是小体积、低功耗、应用灵活、可靠性高、便携式高精度血糖仪的最佳选择。

参考文献

【1】专利文献,恒流源测量血糖,http://www.faqs.org/patents/app/20120171706

【2】 PIC24FJ128GC010用户手册

【3】 Microchip应用笔记AN1375、AN1250

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第1页:血糖仪测试原理

第2页:PIC24 CTMU血糖测试方法

第3页:PIC24 CTMU测血糖方法及流程


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血糖浓度? 化学酶? 血糖测试条? MCU?

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