PIC24在血糖仪上的应用

引言：

糖尿病是一种常见严重危害人类健康的慢性疾病，近年来的发病人数逐年上升，患者必须定时进行血糖监测，才能控制病情并有针对性的治疗。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的血糖仪应运而生，本文将介绍一款采用Microchip PIC24”GC”系列MCU，利用CTMU功能测定血糖浓度的新方法。

关键词：血糖浓度 化学酶 血糖测试条 MCU CTMU

血糖仪测试原理：

血糖值的检测方法采用的是生物电化学方法，其原理：血糖测试条插入血糖仪后，在测试条的顶端滴入血样，血液中的葡萄糖与血糖测试条上的酶发生化学反应，产生电子或微电流，

电子数量或者微电流的强弱随着血液中血糖浓度的增加而增加。

普通血糖仪的测试方法：

通过精确测量微弱电流的大小，并根据电流值和血糖浓度的关系，反算出相应的浓度。为了测量精确的电流值，往往需要强大的模拟信号调理电路。如图1：

图1

由图1看出，普通血糖仪的模拟电路要求：1.至少2个以上低偏移、低温度系数、低偏置电流的运算放大器。2.至少1路12bit 以上的ADC，最好是16 bit，满足这2个条件是普通血糖仪的基本要求，但这样的方案的成本非常高。

PIC24 CTMU血糖仪方案描述：

PIC24 CTMU血糖测试方法：

模拟信号调理电路无需外加，只需MCU内部集成的CTMU单元和高精度来ADC完成。如下图2：

图2

该方案也是基于血糖测量的电化学原理，但其实现方法颠覆了以往血糖的测试方法。本设计介绍了的是一款单芯片设计方案，以Microchip最新的PIC24F”GC” 系列MCU为核心，外围电路设计简单，测试条直接与MCU I/O口连接完成一个快速、高精度、低成本、低功耗的血糖测试。如下图3是血糖仪的硬件框图：

图3

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糖的浓度。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。如下图4是测量电荷MCU内部逻辑图：

图4