專(zhuān)利名稱(chēng)：低功耗血糖儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于MCU的血糖濃度檢測(cè)、測(cè)量的低功耗血糖儀，屬醫(yī)療檢 測(cè)器具制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的血糖測(cè)量?jī)x，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上其信號(hào)處理電路、主控CPU、 LCD驅(qū)動(dòng)大 多是獨(dú)立的，所以一個(gè)電路板上通常要包含這三個(gè)分立的功能模塊。其不足之處采用互相 獨(dú)立的電路的做出來(lái)的血糖測(cè)量?jī)x器，不僅制造成本高、產(chǎn)品體積大，而且功耗高且不易于 日常生活中的攜帶。

發(fā)明內(nèi)容設(shè)計(jì)目的避免背景技術(shù)中存在的不足之處，設(shè)計(jì)一種能夠?qū)⑿盘?hào)處理模塊中的 運(yùn)放、AD轉(zhuǎn)換器、LCD驅(qū)動(dòng)模塊都集成于一個(gè)芯片內(nèi)且內(nèi)部運(yùn)放的連線可編程的低功耗血 糖測(cè)量?jī)x。 設(shè)計(jì)方案為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的1、本申請(qǐng)?jiān)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，它包括信號(hào)處理模 塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊和LCD顯示裝置。2、為了放大流過(guò)血糖試紙的微弱電流，本 申請(qǐng)將運(yùn)放器都集成在芯片之內(nèi)，外圍只需添加少量的接線和電阻即能很好的實(shí)現(xiàn)信號(hào)放 大和相關(guān)處理的功能，并且在一定的基準(zhǔn)激勵(lì)電壓的激勵(lì)之下，流過(guò)血糖試紙的電流在經(jīng) 過(guò)曲線擬合等技術(shù)手段處理之后可以認(rèn)為是線性的，一定的電流大小對(duì)應(yīng)著一定的血糖濃 度，所以檢測(cè)到流過(guò)血糖試紙的電流大小即可反推出血糖的濃度。3、信號(hào)處理電路能夠給 血糖試紙兩端施加一個(gè)恒定的電壓激勵(lì)，血糖試紙上就會(huì)有電流流過(guò)，但是該電流很微弱， 需要運(yùn)放把該信號(hào)放大到AD轉(zhuǎn)換器比較容易敏感地感知到的電壓范圍之內(nèi)。然后經(jīng)由AD 轉(zhuǎn)換器把該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，在CPU內(nèi)運(yùn)算處理得到血糖濃度值，芯片內(nèi)的LCD顯示控 制模塊能夠產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)LCD的時(shí)序波形，只要把血糖濃度值送給LCD顯示緩存，LCD屏上即能 顯示血糖濃度值。 技術(shù)方案低功耗血糖測(cè)量?jī)x，它包括信號(hào)處理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊 和LCD顯示裝置，信號(hào)處理模塊信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊 的信號(hào)輸出端與CPU處理器信號(hào)輸入端連接，CPU處理器信號(hào)輸出端與LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào) 輸入端連接，LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸出端接LCD顯示裝置信號(hào)輸入端。 本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，一是既減少產(chǎn)品布線和制造成本，又縮小了產(chǎn)品體 積；二是既降低了血糖測(cè)量?jī)x的功耗，又方便攜帶、測(cè)量。
圖1是低功耗血糖測(cè)量?jī)x的方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :參照附圖1和2。低功耗血糖測(cè)量?jī)x，它包括信號(hào)處理模塊、AD轉(zhuǎn)換模 塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊和LCD顯示裝置，信號(hào)處理模塊信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端 連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與CPU處理器信號(hào)輸入端連接，CPU處理器內(nèi)帶有定時(shí)器。 CPU處理器信號(hào)輸出端與LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸入端連接，LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸出端接LCD顯 示裝置信號(hào)輸入端。信號(hào)處理模塊中的運(yùn)放是集成芯片，其外部設(shè)有連線和電阻且與芯片 的相應(yīng)引腳相連，信號(hào)處理模塊中的運(yùn)放、AD轉(zhuǎn)換器、LCD驅(qū)動(dòng)模塊集成于一個(gè)芯片內(nèi)。 實(shí)施例2 :在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，參照附圖2。在測(cè)試時(shí)，電阻R1、R2、R3的參數(shù)都 是已知的，只有待測(cè)的血糖試紙所等效的電阻是未知的。為降低功耗，當(dāng)只有運(yùn)放0A1工作 時(shí)，在0A1正端施加一已知的基準(zhǔn)激勵(lì)電壓，試紙上就會(huì)有電流流過(guò)，由于運(yùn)放的"虛斷"， 流過(guò)血糖試紙的電流是等于流過(guò)R1的電流的。而芯片內(nèi)部差分式可編程的模數(shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)量 的就是Rl兩端的電壓Ul，由簡(jiǎn)單的歐姆定律I = U1/R1就能計(jì)算流過(guò)血糖試紙的電流I。
<formula>formula see original document page 4</formula>[0013] 考慮到該芯片內(nèi)部集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器SD16—A是差分型，且內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為1.2V， 放大增益為l，轉(zhuǎn)換方式選擇的是無(wú)極性方式。經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換和軟件處理，模擬電壓Ul對(duì)應(yīng) 的數(shù)字值是X1，它們有以下關(guān)系 <formula>formula see original document page 4</formula>[0015] 結(jié)合式①式②可得電流<formula>formula see original document page 4</formula>[0017] 由此電流值以及電流和血糖濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可反推出血糖濃度。 實(shí)施例3 :參照附圖2。在測(cè)試時(shí)，電阻R1、R2、R3的參數(shù)都是已知的，只有待測(cè)的 血糖試紙等效的電阻是未知的。為了增大放大倍數(shù)，減小激勵(lì)電壓帶來(lái)的負(fù)面影響，0A1， 0A2均處于工作狀態(tài)，在0A1正端施加一已知的基準(zhǔn)激勵(lì)電壓，試紙上就會(huì)有電流流過(guò)，由 于運(yùn)放的"虛斷"，流過(guò)血糖試紙的電流是等于流過(guò)Rl的電流，流過(guò)電阻R2的電流等于流過(guò) 電阻R3的電流.。而芯片內(nèi)部的差分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器可編程實(shí)現(xiàn)測(cè)量R3兩端的電壓U3，結(jié) 合歐姆定律和運(yùn)放的"虛短"、"虛斷"可知流過(guò)血糖試紙的電流<formula>formula see original document page 4</formula>[0020] 考慮到該芯片內(nèi)部集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器SD16_A是差分型，且內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為1. 2V， 放大增益為l，轉(zhuǎn)換方式選擇的是有極性方式，輸出采樣值選擇的是。經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換和軟件處 理，模擬電壓U3對(duì)應(yīng)的數(shù)字值是X3，它們有以下關(guān)系 <formula>formula see original document page 4</formula>[0022] 結(jié)合式③式④可得電流 <formula>formula see original document page 4</formula> 上述實(shí)施例2和實(shí)施例3主要是硬件連線不同，軟件算法中如何取得采樣值XI和 X3都是一樣的，為了方便解釋而不過(guò)于累贅，以下統(tǒng)稱(chēng)Rl和R3為R，U1和U3為U，X1和X3 為X。 R兩端的電壓U的測(cè)量是由AD轉(zhuǎn)換電路完成的，當(dāng)按鍵按下KEY1啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換之 后，定時(shí)器開(kāi)啟定時(shí)，定時(shí)時(shí)間為15秒，CPU內(nèi)核就進(jìn)入低功耗模式。當(dāng)每完成一次AD轉(zhuǎn) 換，就響應(yīng)中斷服務(wù)程序，把數(shù)據(jù)保存到RAM內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)換次數(shù)達(dá)到N次之后，把這N次AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)做一次中值濾波算法，得到電壓U的數(shù)字值X。根據(jù)采樣到的電壓值X和電路中的電 阻R，以及電流I跟血糖濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系即可推算出血糖濃度，把該值送于LCD顯示緩存之 后，CPU內(nèi)核重新回到低功耗模式(N次的采樣時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于15秒)，等待定時(shí)器15秒定時(shí) 到，CPU內(nèi)核重新激活再次開(kāi)始一個(gè)N次的采樣，如此循環(huán)4次之后(15*4 = 60秒，剛好一 分鐘)整個(gè)測(cè)量過(guò)程結(jié)束，CPU不再去觸發(fā)采樣也不再去更新血糖濃度值的顯示。 因?yàn)?0秒時(shí)間內(nèi)血糖儀對(duì)4個(gè)時(shí)間樣本點(diǎn)進(jìn)行了采樣，它們分別是0秒、15秒、 30秒、45秒，得到了 4個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的血糖濃度值?；颊呖梢园聪掳存IKEY2調(diào)出這四個(gè)濃度 值，結(jié)合自己以往的經(jīng)驗(yàn)估算這四個(gè)血糖值最符合自己的實(shí)際情況(一般而言這4個(gè)血糖 值只有微弱的差異)，也可以按KEY3鍵，由系統(tǒng)把4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血糖值做平均顯示給患者。 患者可以按KEY1鍵開(kāi)啟新一輪測(cè)量，也可以在按住KEY2鍵的同時(shí)按下KEY3讓系統(tǒng)進(jìn)入深 度低功耗模式4，關(guān)閉系統(tǒng)，此時(shí)的電流消耗不會(huì)超過(guò)luA。 測(cè)量結(jié)束時(shí)，如果用戶沒(méi)有手動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的定時(shí)器會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟一個(gè)3 分鐘的時(shí)間定時(shí)，在3分鐘之內(nèi)如若仍沒(méi)有按鍵按下，系統(tǒng)就進(jìn)入深度低功耗模式4，自動(dòng) 關(guān)閉系統(tǒng)，最大程度地降低功耗。 需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的描述， 但是這些描述，只是對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的文字描述，而不是對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的 限制，任何不超出本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的組合、省略或修改，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求一種低功耗血糖測(cè)量?jī)x，它包括信號(hào)處理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊和LCD顯示裝置，其特征是信號(hào)處理模塊信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與CPU處理器信號(hào)輸入端連接，CPU處理器信號(hào)輸出端與LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸入端連接，LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸出端接LCD顯示裝置信號(hào)輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗血糖測(cè)量?jī)x，其特征是信號(hào)處理模塊中的運(yùn)放是集 成芯片，其外部設(shè)有連線和電阻且與芯片的相應(yīng)引腳相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低功耗血糖測(cè)量?jī)x，其特征是信號(hào)處理模塊中的運(yùn)放、 AD轉(zhuǎn)換器、LCD驅(qū)動(dòng)模塊集成于一個(gè)芯片內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于MCU的血糖濃度檢測(cè)、測(cè)量的低功耗血糖儀設(shè)計(jì)方案，它包括信號(hào)處理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊和LCD顯示裝置，信號(hào)處理模塊信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與CPU處理器信號(hào)輸入端連接，CPU處理器信號(hào)輸出端與LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸入端連接，LCD驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)輸出端接LCD顯示裝置信號(hào)輸入端。優(yōu)點(diǎn)一是既減少產(chǎn)品布線和制造成本，又縮小了產(chǎn)品體積；二是既降低了血糖測(cè)量?jī)x的功耗，又方便攜帶、測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N27/00GK201535762SQ20092016370
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
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