提高血糖儀系統設計效率

　　低功耗。低功耗必須加以關(guān)注。目前大多數血糖儀設備是電池供電的，因此微控制器和LCD功耗應盡可能低。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(guò)外部中斷喚醒。為了使運行模式下的電池壽命最長(cháng)，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，因為大多數血糖儀有一個(gè)告警系統，用于在測量時(shí)間到時(shí)提醒用戶(hù)。

　　保持低成本。這個(gè)成本包括與設備（血糖儀）相關(guān)的成本和額外組件（測試條）方面的未來(lái)支出。血糖儀本身應具有高性?xún)r(jià)比，因為用戶(hù)會(huì )不斷購買(mǎi)新的測試條。

圖2：測試條基本架構框圖。

　　數據管理。通過(guò)USB和無(wú)線(xiàn)方式建立連接非常需要，因為對醫生來(lái)說(shuō)數據管理很關(guān)鍵。分析正在使用血糖儀的病人數據非常關(guān)鍵，并且必須連接到計算機以圖形化方式顯示測量信息。

　　接口既要方便病人使用，又要功能足夠強大，以便醫生通過(guò)接口獲得盡可能多的信息。無(wú)線(xiàn)連接正變得日益重要，因為它不僅便于訪(fǎng)問(wèn)信息，而且能連接與血糖儀測量交互的其它設備，如胰島素泵，以幫助用戶(hù)管理正確的胰島素劑量。

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

　　系統設計要素

　　系統的一個(gè)基本組件是測量引擎，它是一組模擬和數字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，并使器件數量最少。推薦的測量引擎由以下元件組成：

　　數模轉換器（DAC）:提供信號偏置。DAC輸出特殊的電壓到偏置傳感器（測試條）。DAC的關(guān)鍵參數是穩定時(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。

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

　　運算放大器：針對“超出范圍”設置的比較模式用于啟動(dòng)測量算法。針對“內部范圍”設置的比較模式能夠很容易識別化學(xué)反應的尖峰。通用放大器的一個(gè)關(guān)鍵參數是偏置電流，必須小于或等于2μA(常溫25℃時(shí))，以允許正確地設計單位增益緩沖器、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）。