帶9S08LH微控制器的血糖儀和血壓計應用

　　近年來(lái)，醫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： 即醫藥和工程學(xué)的結合。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(fǎng)問(wèn)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(wú)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(lái)對糖尿病病人進(jìn)行監測。

　　高血壓是動(dòng)脈血壓長(cháng)期居高不下的一種表現癥狀。血壓計即測量血液從心臟出來(lái)時(shí)的動(dòng)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，高血壓是導致幾類(lèi)嚴重的糖尿病并發(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。部分證據表明，高血糖本身可能導致高血壓。

　　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，就是將血液轉變成電流或電壓。 這可能需要使用傳感器，通過(guò)電流測定法來(lái)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(dòng)著(zhù)電解反應的產(chǎn)生。 這些反應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(shí)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)反應中一樣。 生成的電流應當轉變成電壓，供MCU處理時(shí)使用。 最后，MCU利用模數轉換器(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(gè)限制血液流動(dòng)的充氣氣囊和一個(gè)測量血壓的壓力表。它由電源、電機、存儲器、壓力傳感器和用戶(hù)界面，以及顯示屏、鍵盤(pán)/觸摸板、USB或無(wú)線(xiàn)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(gè)案材料(醫療，V類(lèi)核定)。它對電機控制十分重要。因為根據檢測到的壓力，無(wú)論電機電源是打開(kāi)還是關(guān)閉，空氣壓縮機都應由電機閥門(mén)控制，以獲得壓力測量值。 壓力傳感器提供兩種壓力來(lái)源，一種不帶濾波器，另一種帶濾波器(可消除噪音)。 過(guò)濾后的信號有助于捕獲更高的心率精度。電機應當連接到小型氣泵閥上，以便生成氣室空氣和血壓。同時(shí)，將小型氣泵連接到袖口、空氣基準(air reference)和閥門(mén)上。因此，當電機關(guān)閉、閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，袖口就開(kāi)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(shí)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)，將便攜式醫療設備的功耗降至很低。 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/功耗達到最佳平衡。 該操作?？芍С值椭?50nA的功耗，并且使醫療應用能夠以最高能效實(shí)現連續運行。

　　低功率晶體振蕩器經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以低功率驅動(dòng)晶體，同時(shí)還提供了低增益或高增益模式選項。 借助該晶體振蕩器，當醫療設備同時(shí)處于待機狀態(tài)時(shí)可以保證精確的時(shí)間。 S08LH包括兩種低功耗停止模式。 在該停止模式期間，系統時(shí)鐘停止，穩壓器處于待機狀態(tài)，所有內部電路都上電以進(jìn)行快速恢復，同時(shí)RAM內容和LCD寄存器得以保存。

　　內部時(shí)鐘(ICS)外設具有提高或降低設備操作頻率的功能。 更高的工作頻率導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40MHz的MCU速率或20 MHz的總線(xiàn)速率。 為了進(jìn)一步降低操作模式功耗，低功耗平臺的每個(gè)外設都配有時(shí)鐘門(mén)控功能。 使用該系統，您可以啟用或禁用時(shí)鐘源的每個(gè)外設的總線(xiàn)時(shí)鐘，從而將整體運行和等待模式的電流降低近三分之一左右。