基于PIC24在血糖仪上的应用分析

　　导读：血液中的糖份称为血糖，绝大多数情况下都是葡萄糖（英文简写Glu）。体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。正常人在空腹血糖浓度为3.61~6.11mmol/L.空腹血糖浓度超过7.0mmol/L称为高血糖。血糖浓度低于3.61mmol/L称为低血糖。

　　糖是我们身体必不可少的营养之一。人们摄入谷物、蔬果等，经过消化系统转化为单糖（如葡萄糖等）进入血液，运送到全身细胞，作为能量的来源。当食物消化完毕后，储存的肝糖即成为糖的正常来源，维持血糖的正常浓度。人体的血糖是由一对矛盾的激素调节的：他们就是胰岛素和胰高血糖素，当感受到血液中的血糖低的时候，胰岛的A细胞会分泌胰高血糖素，动员肝脏的储备糖原，释放入血液，导致血糖上升；当感受到血液中的血糖过高的时候胰岛的B细胞会分泌胰岛素，促进血糖变成肝糖原储备或者促进血糖进入组织细胞。

　　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。为了测量的电流值，往往需要强大的模拟信号调理电路。如图1:

　　图1

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　　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,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单元和高来ADC完成。如下图2:

　　图2

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　　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的PIC24F“GC” 系列MCU为，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、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

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　　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：高模数转换器（ADC）、可编程的恒流源、数字处理器和存储器、高定时器、参考电压源等。如下图4是测量电荷MCU内部逻辑图：

图4
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