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选用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路设计

采用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路设计-介绍了一种便携式血糖仪的设计。该设计主要从低功耗及精确性的角度出发,以MSP430系列单片机为核心,葡萄糖氧化酶电极为测试传感器,较快地测试出血糖浓度。

  介绍了一种便携式血糖仪的规划。该规划主要从低功耗及精确性的视点动身,以MSP430系列单片机为中心,葡萄糖氧化酶电极为测验传感器,较快地测验出血糖浓度。此外,所规划的血糖仪还具有贮存功用,有助于用户检查血糖浓度前史值和改变趋势。

  血糖测验电路:在酶电极两头滴入血液后,会发生自由电子。因为电极两头存在鼓励电压,就会有定向电流流过电极。该鼓励电压是由ADC模块供给的1.5V稳压经过电阻分压而发生的,大约在300mV左右,它能发生μA等级的定向电流。因为A/D转化模块丈量的是电压,所以需求将该定向电流转化成电压,而且进行必定的扩大。本体系选用图2所示的电路来完成电流到电压的转化和扩大。运算扩大器LM358的反相端衔接血糖试纸上的 酶电极,当有血液滴入时,该电极与地之间为等效电阻Rx,流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。

  MSP430的A/D模块输出1.5V的稳压经过R2 和R3分压,发生300mV的鼓励电压,该电压经过运放的正端加到电极两头。R4起到反响扩大的效果,它将运放的输出规模限定在A/D模块的转化规模内。在PCB板布线时,因为运放输出和MSP430的ADC模块输入I/O口之间的走线比较长,为了保证丈量值的精确,需求对测验电压进行滤波,C21便是用来起滤波效果的,以削减走线过长所引进的外来搅扰对血糖测验的影响。而运放直接接电容负载简单引起输出震动,R14的效果便是阻隔运放和%&&&&&%。因为电阻R14上会有电流流过,这样电阻两头就有压降存在,电压信号会受此影响而改变,为了不影响血糖测验的精度,R14 的值不能取得过大。跟据经验值取50Ω。

  温度检测电路:因为血糖测验是使用生物电化学反响,而影响该反响的重要因素是温度。在不同的温度下,葡萄糖氧化酶的活性不同。即使是相同血糖浓度的血液,选用相同的鼓励电压,在不同温度下,由葡萄糖氧化酶氧化发生的电流巨细也不同。所以需求依据温度进行补偿以取得正确的血糖浓度值。当温度过高或过低时,葡萄糖氧化酶就会彻底失掉活性,此刻血糖仪需求给出报警,提示用户外表不能在该温度下进行操作,防止得出过错的检测值。温度测验电路如图3所示。

  图中,R9是热敏电阻ET833,该电阻具有负温度特性。 R10是阻值为83k Ω的高精电阻。R9上 端接的是由MSP430的A/D转化模块输出的1.5V稳压,由 于该1.5V稳压也是 A/D转化模块的参阅电压,因而这种接法可以消除A/D参阅电压颤动所引起的转化差错。血糖仪正常作业时,经过测得P6.1端口的电压,计算出热敏电阻R9的巨细,然后依据ET833的特型曲线,推算出温度值,以进行温度补偿。

  数据存储电路:为了便使用户能随时检查血糖的改变状况,本血糖仪具有存储血糖值的功用。用户不仅能查询每次丈量的前史值,还可以查询最近28d内的血糖值的改变趋势,依据血糖改变趋势,拟定正确的用药方法,到达操控血糖浓度的意图。

  本体系最多可以存储1000个前史数据,每个前史数据需求8B来保存,数据包括血糖值浓度及测验日期这两个信息,这样就需求8000B的存储空间。 24LC64是微芯公司出产的一片E2 PROM芯片,可以存储8KB,因而选取一块24LC64芯片即满足。

  E2 PROM和单片机之间的详细接线方法如图所示,P4.0~P4.3都是MSP430的数字I/O口。P4.1是写保护引脚,用来防止因为外部搅扰或许程序犯错对EPROM的误写操作。P4.2和P4.3是24LC64和MSP430进行通讯的衔接口。P4.0用于对24LC64供电,使用I/O口对该芯片供电的意图是为了下降体系运行时的全体功耗,此外,还节省了电子开关,下降了本钱,有利于布线。

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