基于MSP430系列單片機設計多功能血糖儀
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對于便攜式設備，電池壽命至關重要；設計時應盡量降低功耗，使系統(tǒng)盡可能長時間停留在低功耗狀態(tài)。因此，考慮設備在適當?shù)臅r候自動關機。這里采用了一個定時器。當定時器大于0時，系統(tǒng)處于開機狀態(tài)；當定時器倒數(shù)到0時，系統(tǒng)自動關機。這個定時器是由單片機中的Basic Timer實現(xiàn)的。通過軟件對Basic Timer控制寄存器進行設置，將信號源設為輔助時鐘，大小為32KHz，并進行256分頻，再對中斷定時間隔控制位進行設置，使得中斷每秒進行一次，并且每次到來時都對定時器減1，這樣就實現(xiàn)了定時器每秒減1的功能。具體操作是這樣：開機時，對定時器初始化一個大于0的值，比如30，并且在每按一次有效鍵時，系統(tǒng)重新初始化這個值。因此，當沒有按任何有效鍵時，30秒后就會自動關機，從而實現(xiàn)省電目的。
系統(tǒng)也具有實時時鐘功能，它的實現(xiàn)方式與上述的定時器類似。只是將“每秒減1”改為“每秒加1”；具體操作：每次中斷時都對秒變量進行加1，當秒變量的值變?yōu)?0時，就對分鐘變量加1，而秒變量又重新從0開始計數(shù)；同樣，當分鐘變量累加到60時，就對小時變量加一，而自身又從0開始計數(shù)。依次類推，就可以實現(xiàn)實時時鐘和日期功能。
為滿足個性化需要，還增加了時鐘和單位設置、平均值和溫度顯示等功能。這里就不再贅述了。下面主要介紹一下測量模塊。首先，初始化各個端口以及ADC寄存器；然后等待滴血。當檢測到足量血時，斷電并等待若干秒，使之與試條上的酶充分反應。隨后加電并在一秒后迅速讀取。圖5是與本血糖儀配套使用的試條在不同濃度的血糖與酶反應若干秒后再加電產生的電流的變化曲線。由圖不難看出，加電后一秒曲線就較為平穩(wěn)，這也是本設計采用“加電一秒”后即可讀取的原因。
計算公式
這部分無疑是本設計的關鍵。表1是使用本設計的樣機測得的部分數(shù)據(jù)。由表中的數(shù)據(jù)不難看出，血糖儀和血糖試條的測量重復性較好――CV3%，遠遠高于國家標準7.5%的要求。
表1 部分實驗數(shù)據(jù)
濃度（mg/dl）
電流（µA）50100200300400
13.0036.75213.10116.86119.836
23.0286.67812.36817.13019.621
32.9186.80013.27216.76420.366
42.8936.91013.02817.17920.622
53.0647.08113.61417.57420.341
62.8817.10613.21117.26420.268
73.0756.70312.90517.62819.645
82.9056.84913.15017.02920.158
92.9917.13013.23317.08120.024
102.9017.24012.96416.83820.952
均值2.96596.924913.084617.134820.1833
均方差0.07460.20010.32000.29240.4218
CV（%）2.51532.88962.44561.70652.0898
通過對數(shù)據(jù)進行三次曲線擬合，就可以得到血糖值和電流值之間的關系曲線圖。圖6是原始數(shù)據(jù)分段曲線和擬合曲線的對比圖。容易看出兩條曲線很吻合；因此在實際操作中可以用一個公式代替分段函數(shù)。這里的曲線公式為：
其中，X是電流值，單位µA，Y是對應的血糖值，單位為mg/dl。在實際驗證過程中，上述公式具有良好的精度。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/173847.htm
圖5 數(shù)據(jù)分段曲線和擬合曲線的對比圖
結語
此款血糖儀采用MSP430F435作為其核心控制單元，它具有12位A/D轉換；采樣精度達到1/4096。除了基本功能外，系統(tǒng)還增加了鬧鈴提示和串口通信功能，使用戶不僅可以定時測量，而且還可以通過串口將測量結果保存到PC，再通過相應的軟件，對數(shù)據(jù)作進一步處理。本文總結的公式經臨床證明具有良好的精度。此外，中文字符界面也極大地方便了用戶使用。
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