基于C8051F單片機(jī)的血糖儀

　　(1)單片機(jī)及內(nèi)部硬件資源的充分利用。Silicon labs C8051F410單片機(jī)內(nèi)部集成了豐富的外圍模擬設(shè)備，使用戶可以充分利用其豐富的硬件資源。C8051F410單片機(jī)的邏輯功能圖如圖2所示。利用其中12位的A/D轉(zhuǎn)換器用來做小信號測量，小信號電流經(jīng)過電流采樣電路最終轉(zhuǎn)換為電壓由該A/D采樣，然后以既定的轉(zhuǎn)換程序計算出濃度顯示在液晶板上。利用12位的D/A轉(zhuǎn)換器可以輸出精確穩(wěn)定的參比電壓用于三電極電化學(xué)測量過程，由于D/A的輸出可以由程序編程任意改變，因此可以很方便的通過改變D/A值來改變參比電壓與工作電壓之間的壓差，而且可以12位的精度保證了壓差的穩(wěn)定，有效提高測量精度。

　　溫度傳感器用于采集溫度信號，做溫度補償。因為血糖試劑在溫度過高或過低的情況下都會出現(xiàn)測量偏差的問題，因此在測量過程中通過該溫度傳感器采集環(huán)境溫度，在試劑要求的溫度范圍之外該參數(shù)就可以用來作為溫度補償。

　　內(nèi)部具有32/16kB的Flash存儲器可用于存儲測量數(shù)據(jù)。2kB的集成RAM作為測量數(shù)據(jù)的緩沖。血糖儀需要將每次測量數(shù)據(jù)及日期記錄在非易失性存儲介質(zhì)中，通常采用Flash存儲器，但Flash存儲器普遍存在重寫速度慢的問題，因此，利用這2kB的RAM做緩沖，在有電源的情況下用于記錄數(shù)據(jù)，在每次血糖儀關(guān)機(jī)的時候再將數(shù)據(jù)寫入Flash中，間接提高血糖儀測量效率。

　　(2)電源設(shè)計采用兩節(jié)普通堿性AAA電池，利用RT9701和RT9266組成高效升壓電路升壓到3.3V作為整個血糖儀的供電。在整個儀器的供電電路結(jié)構(gòu)上，設(shè)計電源開關(guān)電路，當(dāng)關(guān)機(jī)時除了MCU和實時時鐘可以直接通過電池供電以外，其他電路的電源被全部切斷，然后使MCU和實時時鐘進(jìn)入休眠或節(jié)電狀態(tài)，可以大大節(jié)省待機(jī)的耗電，延長電池的使用時間。MCU的喚醒通過中斷實現(xiàn)，當(dāng)開關(guān)按鍵按下時產(chǎn)生一個按鍵中斷，由此喚醒MCU并為其他電路接通電源，血糖儀重新進(jìn)入工作狀態(tài)。

　　(3)實時時鐘設(shè)計，采用s-3530A實時時鐘芯片。該實時時鐘具有高精度低功耗的特點，工作晶振頻率32K，并設(shè)有節(jié)電模式，可以在血糖儀不工作的時候使其進(jìn)入節(jié)電模式，節(jié)省電池電量。采用I2C總線與單片機(jī)連接，有效節(jié)省單片機(jī)I/O口線。自動計算閏年，并且以BCD碼格式表示年月日時間數(shù)據(jù)，為MCU的讀寫提供很大方便。

　　(4)不同用戶模式設(shè)計。終端客戶只需要進(jìn)行血糖測試及測試的歷史記錄，而調(diào)試人員需要知道測量的電流值以檢測該儀器的質(zhì)量，因此，本方案特意設(shè)計兩種操作模式分別提供給終端用戶及生產(chǎn)過程中的調(diào)試人員使用，只需要簡單實用一根特殊的測試條就可以讓該儀器計入超級用戶模式，該模式提供了測試電流的顯示界面，在該界面下，調(diào)試人員可以以標(biāo)準(zhǔn)電阻代替試劑來測試儀器的性能。而一般的終端用戶則只能在正常用戶模式下使用，這樣儀器的生產(chǎn)測試和最終的銷售可以使用同一個程序，為生產(chǎn)帶來很大的方便，也為該產(chǎn)品的維修帶來方便。

　　(5)血糖儀的代碼校正。血糖儀沒更換一批試劑就需要進(jìn)行代碼校正，所謂代碼校正實際上就是向血糖儀輸入新的一組擬合曲線的參數(shù)，該參數(shù)會被事先燒寫在代碼校正條上，校正代碼條如圖3。其中特征代碼實際就是擬合曲線的參數(shù)的整合成一個特殊的代碼形式。圖4是試劑條，由專業(yè)生物醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)調(diào)配，因為每批試劑條的調(diào)配不可能一致，因此每次的擬合曲線參數(shù)也不一樣，該參數(shù)由該機(jī)構(gòu)提供，并燒寫相應(yīng)的校正代碼條隨試劑交付終端用戶使用。用戶每次購買一批新試劑的時候必須先通過代碼校正條修改血糖儀的參數(shù)。代碼校正條的設(shè)計采用和試劑條同樣的接口，因此只需要像使用試劑條一樣直接插入血糖儀的檢測端口，就可以方便地將新參數(shù)輸入到血糖儀。