血糖测量仪

血糖仪原理

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血糖测量通常采用电化学分析中的三电极体

系。三电极体系是相对于传统的两电极体系而

言，包括，工作电极(WE)，参比电极(RE)和对

电极(CE)。参比电极用来定点位零点，电流流

经工作电极和对电极工作电极和参比电极构成

一个不通或基本少通电的体系，利用参比电极电

位的稳定性来测量工作电极的电极电势。工作电

极和辅助电极构成一个通电的体系，用来测量工

作电极通过的电流。利用三电极测量体系，来同

时研究工作电极的点位和电流的关系。如图1所

示。

图1三电极工作原理

方案描述

该血糖仪提供多种操作模式以适应不同场

合的应用，另外提供了mmol/L，mg/dl，g/l三

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种常见测量单位的自由切换并自动转换。该三个

单位之间的转换关系如下：

1mmol/L=18mg/dL1mmol/L=0.18

g/L1mg/dL=0.01g/L

针对不同国家地区的不同要求，血糖仪可以

采用以上任意一种单位来显示测量结果，转换的

方式采取使用特殊的代码校正条来实现。

(1)单片机及内部硬橡皮树有毒吗 件资源的充分利用。

SiliconlabsC8051F410单片机内部集成了

丰富的外围模拟设备，使用户可以充分利用

其丰富的硬件资源。C8051F410单片机的逻

辑功能图如图2所示。利用其中12位的A/D

转换器用来做小信号测量，小信号电流经过

电流采样电路最终转换为电压由该A/D采

样，然后以既定的转换程序计算出浓度显示

在液晶板上。利用12位的D/A转换器可以

输出精确稳定的参比电压用于道别的话 三电极电化

学测量过程，由于D/A的输出可以由程序编

程任意改变，因此可以很方便的通过改变

D/A值来改变参比电压与工作电压之间的

压差，而且可以12位的精度保证了压差的

稳定，有效提高测量精度。

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图2C8051F410逻辑功能图

温度传感器用于采集温度信号，做温度补偿

[4]。因为血糖试剂在温度过高或过低的情况下都

会出现测量偏差的问题，因此在测量过程中通过

该温度传感器采集环境温度，在试剂要求的温度

范围之外该参数就可以用来作为温度补偿。

内部具有32/16kB的Flash存储器可用于存

储测量数据。2kB的布拉德利 集成RAM作为测量数据的

缓冲。血糖仪需要将每次测量数据及日期记录在

非易失性存储介质中，通常采用Flash存储器，

但Flash存储器普遍存在重写速度慢的问题，因

此，利用这2kB的RAM做缓冲，在有电源的情

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况下用于记录数据，在每次血糖仪关机的时候再

将数据写入Flash中，间接提高血糖仪测量效率。

(2)电源设计采用两节普通碱性AAA电池，

利用RT9701和RT9266组成高效升压电路升压

到3.3V作为整个血糖仪的供电。在整个仪器的

供电电路结构上，设计电源开关电路，当关机时

除了MCU和实时时钟可以直接通过电池供电

以外，其他电路的电源被全部切断，然后使MCU

和实时时钟进入休眠或节电状态，可以大大节省

待机的耗电，延长电池的使用时间。MCU的唤

醒通过中断实现，当开关按键按下时产生一个按

键中断，由此唤醒MCU并为其他电路接通电源，

血糖仪重新进入工作状态。

(3)实时时钟设计，采用s-3530A实时时钟芯片

[5]。该实时时钟具有高精度低功耗的特点，工作

晶振频率32K，并设有节电模式，可以在血糖仪

不工作的时候使其进入节电模式，节省电池电

量。采用I2C总线与单片机连接，有效节省单片

机I/O口线。自动计算闰年，并且以BCD码格

式表示年月日时间数据，为M胖猪图片 CU的读写提供很

大方便。

(4)不同用户模式设计。终端客户只需要进行

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血糖测试及测试的历史记录，而调试人员需要知

道测量的电流值以检测该仪器的质量，因此，本

方案特意设计两种操作模式分别提供给终端用

户及生产过程中的调试人员使用，只需要简单实

用一根特殊的测试条就可以让该仪器计入超级

用户模式，该模式提供了测试电流的显示界面，

在该界面下，调试人员可以以标准电阻代替试剂

来测试仪器的性能。而一般的终端用户则只能在

正常用户模式下使用，这样仪器的生产测试和最

终的销售可以使用同一个程序，为生产带来很大

的方便，也为该产品丧家之狗 的维修带来方便。

(5)血糖仪的代码校正。血糖仪没更换一批试

剂就需要进行代码校正，所谓代码校正实际上就

是向血糖仪输入新的一组拟合曲线的参数，该参

数会被事先科技论文格式范文 烧写在代码校正条上，校正代码条如

图3。其中特征代码实际就是拟合曲线的参数的

整合成一个特殊的代码形式。图4是试剂条，由

专业生物医学机构调配，因为每批试剂条的调配

不可能一这样补肝 致，因此每次的拟合曲线参数也不一

样，该参数由该机构提供，并烧写相应的校正代

码条随试剂交付终端用户使用。用户每次购买一

批新试剂的时候必须先通过代码校正条修改血

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糖仪的参数。代码校正条的设计采用和试剂条同

样的接口，因此只需要像使用试剂条一样直接插

入血糖仪的检测端口，就可以方便地将新参数输

入到血糖仪。

图3校正代码条

图4试剂

(6)基于上一点的要求，血糖仪的端口既要可

以正确读取试剂条，又要可以读取校正代码条，

因此该端口是两个功能的复合端口。因此电路上

设计了巧妙的电路转换结构用以在根据插入的

介质自动判断是试剂条还是代码校正条并正确

读取。

(7)特殊代码校正学习方法手抄报 条的设计。由于本方案设计

了单位自动转换，一般用户模式和超级用户模式

等功能，这些功能的实现都依靠特殊代码校正条

来实现，原理就是选取几个特殊代码，烧写在代

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码校正条中，利用血糖仪可以自动读取代码校正

条来设置参数的功能，当读到代码时先判断是否

特殊代码，如果是就进行相应的操作，否则就进

入新参数设置，如图7。特殊代码包括如下内容，

转换单位的代码，切换工作模式的代码，清除内

存的代码等。

电路实现及人机界面

血糖仪电路结构如图5。血糖仪采用一块

PDM1621-893的定制液晶模块作为人机界面，

该模块可以实现诸如实时时钟，电池电量，测量

单位，报警信号，代码提示等多种显示，另外结

合对三位七段数码显示的编程可以在多个工作

模式下提供尽可能丰富的提示信息。液晶面板结

构如图6。整个血糖仪的操作流程如图7。

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图5电路结构

图6液晶面板结构图

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图7程序流程

血糖仪作为临床医学中常用的医疗电子仪

器，主要通过测量血液中的血糖浓度进行临床诊

断。世纪芯在各类医疗电子仪器及高档昂贵医疗

设备的仿制开发和维护维修领域拥有多年服务

经验，可长期提供医疗设备电路板替换维修、故

障排除、电路板复制、样机克隆、调试生产等全

套技术服务，同时还可根据客户需求提供血糖仪

等众多医疗电子设备全套技术资料的提取与转

让，协助产品开发应用者进行维修维护和改进升

级，或者协助工程师进行产品的参考设计。

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