帶9S08LH微控制器的血糖儀和血壓計應(yīng)用

　　近年來，醫(yī)療保健取得了快速發(fā)展，尤其是心臟病等領(lǐng)域。兩大學(xué)科的合作是取得這一重大發(fā)展的原因： 即醫(yī)藥和工程學(xué)的結(jié)合。該演變包括采用新的治療方法和在診斷工具中采用普通人可以訪問的先進(jìn)傳感器和微控制器(MCU)技術(shù)。 如今，糖尿病和高血壓等慢性疾病日益成為全球公共衛(wèi)生難題，因為人們尚不具備足夠的癥狀控制經(jīng)驗和知識，無法找到讓我們事先了解身體狀況不佳的方式。 血糖儀即測量血液中葡萄糖含量水平的儀器。血糖儀有助于確定血糖水平，通常在家中用來對糖尿病病人進(jìn)行監(jiān)測。

　　高血壓是動脈血壓長期居高不下的一種表現(xiàn)癥狀。血壓計即測量血液從心臟出來時的動脈血壓的一種儀器。 血壓計能夠檢測患有或可能患有高血壓的病人的血壓收張情況及心率。最近公布的研究提醒我們，高血壓是導(dǎo)致幾類嚴(yán)重的糖尿病并發(fā)癥的重要原因，控制高血壓幾乎與控制血糖具有同樣的重要性。部分證據(jù)表明，高血糖本身可能導(dǎo)致高血壓。

　　血糖檢測

　　血糖檢測是從血液中取得血糖濃度值的一種技術(shù)。 測量血液中葡萄糖含量的第一步，就是將血液轉(zhuǎn)變成電流或電壓。 這可能需要使用傳感器，通過電流測定法來完成。 電流測定法即測量電極對之間的電流，正是該電極對推動著電解反應(yīng)的產(chǎn)生。 這些反應(yīng)電極是電流測量型傳感器。 該方法在使用電流測量型傳感器時非常有用，因為它在電壓和電流測量中的可靠性與在化學(xué)反應(yīng)中一樣。 生成的電流應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變成電壓，供MCU處理時使用。 最后，MCU利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)模塊檢測并處理該信號。

　　血壓計

　　通常情況下，血壓計包括一個限制血液流動的充氣氣囊和一個測量血壓的壓力表。它由電源、電機(jī)、存儲器、壓力傳感器和用戶界面，以及顯示屏、鍵盤/觸摸板、USB或無線通訊接口組成。

　　飛思卡爾MPXV5050GP壓力傳感器具有下列特性：適用壓力范圍： 0–300 mmHg(Mindell S–1000)和個案材料(醫(yī)療，V類核定)。它對電機(jī)控制十分重要。因為根據(jù)檢測到的壓力，無論電機(jī)電源是打開還是關(guān)閉，空氣壓縮機(jī)都應(yīng)由電機(jī)閥門控制，以獲得壓力測量值。 壓力傳感器提供兩種壓力來源，一種不帶濾波器，另一種帶濾波器(可消除噪音)。 過濾后的信號有助于捕獲更高的心率精度。電機(jī)應(yīng)當(dāng)連接到小型氣泵閥上，以便生成氣室空氣和血壓。同時，將小型氣泵連接到袖口、空氣基準(zhǔn)(air reference)和閥門上。因此，當(dāng)電機(jī)關(guān)閉、閥門打開時，袖口就開始緊縮。 另外壓力傳感器也與該袖口相連，以便在每次測量到血壓時獲取該值。圖1、2將介紹這些組件如何連接。

　　飛思卡爾9S08LH超低功率平臺

　　飛思卡爾9S08LH采用創(chuàng)新技術(shù)，將便攜式醫(yī)療設(shè)備的功耗降至很低。 該S08LH包括多種操作模式，每種模式針對特定功能級量身定制，以便使性能/功耗達(dá)到最佳平衡。 該操作模可支持低至350nA的功耗，并且使醫(yī)療應(yīng)用能夠以最高能效實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

　　低功率晶體振蕩器經(jīng)過優(yōu)化，以低功率驅(qū)動晶體，同時還提供了低增益或高增益模式選項。 借助該晶體振蕩器，當(dāng)醫(yī)療設(shè)備同時處于待機(jī)狀態(tài)時可以保證精確的時間。 S08LH包括兩種低功耗停止模式。 在該停止模式期間，系統(tǒng)時鐘停止，穩(wěn)壓器處于待機(jī)狀態(tài)，所有內(nèi)部電路都上電以進(jìn)行快速恢復(fù)，同時RAM內(nèi)容和LCD寄存器得以保存。

　　內(nèi)部時鐘(ICS)外設(shè)具有提高或降低設(shè)備操作頻率的功能。 更高的工作頻率導(dǎo)致更高的操作模式功耗。 在9S08LH中，ICS避免使用外部振蕩器，可以產(chǎn)生高達(dá)40MHz的MCU速率或20 MHz的總線速率。 為了進(jìn)一步降低操作模式功耗，低功耗平臺的每個外設(shè)都配有時鐘門控功能。 使用該系統(tǒng)，您可以啟用或禁用時鐘源的每個外設(shè)的總線時鐘，從而將整體運(yùn)行和等待模式的電流降低近三分之一左右。