基于PIC24在血糖儀上的應(yīng)用分析

糖是我們身體必不可少的營養(yǎng)之一。人們攝入谷物、蔬果等，經(jīng)過消化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單糖(如葡萄糖等)進(jìn)入血液，運送到全身細(xì)胞，作為能量的來源。當(dāng)食物消化完畢后，儲存的肝糖即成為糖的正常來源，維持血糖的正常濃度。人體的血糖是由一對矛盾的激素調(diào)節(jié)的：他們就是胰島素和胰高血糖素，當(dāng)感受到血液中的血糖低的時候，胰島的A細(xì)胞會分泌胰高血糖素，動員肝臟的儲備糖原，釋放入血液，導(dǎo)致血糖上升;當(dāng)感受到血液中的血糖過高的時候胰島的B細(xì)胞會分泌胰島素，促進(jìn)血糖變成肝糖原儲備或者促進(jìn)血糖進(jìn)入組織細(xì)胞。

血糖儀測試原理

血糖值的檢測方法采用的是生物電化學(xué)方法，其原理：血糖測試條插入血糖儀后，在測試條的頂端滴入血樣，血液中的葡萄糖與血糖測試條上的酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電子或微電流，

電子數(shù)量或者微電流的強弱隨著血液中血糖濃度的增加而增加。

普通血糖儀的測試方法：

通過精確測量微弱電流的大小，并根據(jù)電流值和血糖濃度的關(guān)系，反算出相應(yīng)的濃度。為了測量精確的電流值，往往需要強大的模擬信號調(diào)理電路。如圖1:

圖1

由圖1看出，普通血糖儀的模擬電路要求：1.至少2個以上低偏移、低溫度系數(shù)、低偏置電流的運算放大器。2.至少1路12bit 以上的ADC,最好是16 bit,滿足這2個條件是普通血糖儀的基本要求，但這樣的方案的成本非常高。

PIC24 CTMU血糖儀方案描述

PIC24 CTMU血糖測試方法：

模擬信號調(diào)理電路無需外加，只需MCU內(nèi)部集成的CTMU單元和高精度來ADC完成。如下圖2:

圖2

該方案也是基于血糖測量的電化學(xué)原理，但其實現(xiàn)方法顛覆了以往血糖的測試方法。本設(shè)計介紹了的是一款單芯片設(shè)計方案，以Microchip最新的PIC24F“GC” 系列MCU為核心，外圍電路設(shè)計簡單，測試條直接與MCU I/O口連接完成一個快速、高精度、低成本、低功耗的血糖測試。如下圖3是血糖儀的硬件框圖：

圖3

具體原理：當(dāng)測試條上滴入血樣，血液中的葡萄糖與測試條上的酶發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電荷Q,而電荷與血糖濃度呈線性關(guān)系，所以，只需測出紙條上的電荷量就可以知道血糖的濃度。這里與大多數(shù)血糖測試方法稍有不同的是測量電荷量，而不是電流值。測量電荷Q用到模擬裝置，完全由MCU內(nèi)部提供，主要包括：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、參考電壓源等。如下圖4是測量電荷MCU內(nèi)部邏輯圖：

圖4