提高血糖儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率

　　低功耗。低功耗必須加以關(guān)注。目前大多數(shù)血糖儀設(shè)備是電池供電的，因此微控制器和LCD功耗應(yīng)盡可能低。血糖儀有99%的時(shí)間處于允許跟蹤時(shí)間的特殊停止模式，但可以通過外部中斷喚醒。為了使運(yùn)行模式下的電池壽命最長，血糖儀制造商十分注重MCU工作頻率和喚醒時(shí)間。實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能也是需要的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)血糖儀有一個(gè)告警系統(tǒng)，用于在測量時(shí)間到時(shí)提醒用戶。

　　保持低成本。這個(gè)成本包括與設(shè)備（血糖儀）相關(guān)的成本和額外組件（測試條）方面的未來支出。血糖儀本身應(yīng)具有高性價(jià)比，因?yàn)橛脩魰?huì)不斷購買新的測試條。

圖2：測試條基本架構(gòu)框圖。

　　數(shù)據(jù)管理。通過USB和無線方式建立連接非常需要，因?yàn)閷︶t(yī)生來說數(shù)據(jù)管理很關(guān)鍵。分析正在使用血糖儀的病人數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵，并且必須連接到計(jì)算機(jī)以圖形化方式顯示測量信息。

　　接口既要方便病人使用，又要功能足夠強(qiáng)大，以便醫(yī)生通過接口獲得盡可能多的信息。無線連接正變得日益重要，因?yàn)樗粌H便于訪問信息，而且能連接與血糖儀測量交互的其它設(shè)備，如胰島素泵，以幫助用戶管理正確的胰島素劑量。

　　鍵盤和人機(jī)界面可以通過按鈕和分段LCD、觸摸傳感接口和圖像化LCD等實(shí)現(xiàn)，所有這些設(shè)備也要通過微控制器進(jìn)行管理。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

　　系統(tǒng)的一個(gè)基本組件是測量引擎，它是一組模擬和數(shù)字IP模塊，用于與傳感器相互作用，然后向微控制器提供電壓，再由微控制器處理測量結(jié)果。將所有測量引擎嵌入微控制器具有一定的優(yōu)勢。一些8位微控制器和32位微控制器都有片上測量引擎，可降低成本，并使器件數(shù)量最少。推薦的測量引擎由以下元件組成：

　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）:提供信號(hào)偏置。DAC輸出特殊的電壓到偏置傳感器（測試條）。DAC的關(guān)鍵參數(shù)是穩(wěn)定時(shí)間，在大功耗模式下必須小于或等于1ms，在低功耗模式下必須小于或等于5μs。必須保證單一性，以便采用正確的波形偏置生物傳感器。

　　跨導(dǎo)放大器：用于將電流輸入轉(zhuǎn)換成ADC能讀取的電壓，并完成信號(hào)調(diào)整。其關(guān)鍵參數(shù)是偏置電流，必須小于500pA(常溫25℃時(shí))，以便測量化學(xué)反應(yīng)期間生物傳感器產(chǎn)生的微小變化。

　　運(yùn)算放大器：針對“超出范圍”設(shè)置的比較模式用于啟動(dòng)測量算法。針對“內(nèi)部范圍”設(shè)置的比較模式能夠很容易識(shí)別化學(xué)反應(yīng)的尖峰。通用放大器的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是偏置電流，必須小于或等于2μA(常溫25℃時(shí))，以允許正確地設(shè)計(jì)單位增益緩沖器、低通濾波器、增益放大器、反相器和同相可編程增益放大器（PGA）。