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1、PIC24单片机在血糖仪上的应用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 PIC24GC系列MCU，利用CTMU功能测定血糖浓度的新方法。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
2、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：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16bit，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：该方案也是基于血糖测量的电化学原理，但其实
3、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 PIC24FGC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：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
4、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 3可以看出，外围电路很简单，只需一个血糖测试座和一个显示屏。该设计中，主控XIN芯片选用了Microchip的新推出的PIC24FJGC系列 MCU，该系列芯片具有强大的高级模拟特性和超低功耗特性。高级模拟资源有16bit -ADC、12bit SAR ADC、10bit DAC、充电时间单元（CTMU）、2个运算放大器、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时典型电流40nA，RTCC开启32kHz，3.3V时典型电流 400nA。另外该芯片还集成LCD驱动、支持USB OTG、RTCC等模块，Flash从64kb-128kb，RAM 8kb，采用改进型哈佛架构，最高运行速度可达16MIPS（32MHz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。