HY16F188血糖計應用說(shuō)明

　　1.內容簡(jiǎn)介

　　本文將介紹以量測電阻值訊號，相關(guān)應用如：一氧化碳(CO)濃度計、二氧化碳(CO2)濃度計、血糖計、糖(甜)度計等電化學(xué)信號，此類(lèi)應用廣泛，本文僅以血糖計作為說(shuō)明。

　　2.原理說(shuō)明

　　正常情況下，身體會(huì )將吃進(jìn)去的淀粉類(lèi)食物分解及轉變成葡萄糖，做為生命的能源。而胰島素是由胰臟制造的一種荷爾蒙，它可以幫助葡萄糖進(jìn)入細胞內，提供熱能。糖尿病患因為胰臟制造的胰島素不足或功能不良，無(wú)法使葡萄糖充分進(jìn)入細胞利用，而留在血中使血糖濃度升高。長(cháng)期的高血糖癥狀，有時(shí)會(huì )引起視網(wǎng)膜病變、腎臟、神經(jīng)病變(如導致截肢)、心臟和血管(如中風(fēng))、高血壓、生理需求功能減弱，嚴重者會(huì )導致死亡。糖尿病的發(fā)生與遺傳體質(zhì)相當有關(guān)系，其他如肥胖、情緒壓力、藥物、營(yíng)養生理失調，都會(huì )促使糖尿病的發(fā)生。

　　糖尿病已成為全球最主要的慢性病之一，「早期診斷、適當治療」與「患者自我配合」是控制糖尿病的不二法門(mén)，除了嚴重者長(cháng)期注射胰島素外，糖尿病平日的血糖監測亦非常重要，配合用藥、飲食的控制及持續監測，可推遲各種糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生以擁有健康的生命。

　　利用測試試紙做為葡萄糖訊號的擷取來(lái)源，以固定偏壓方式激發(fā)試紙與血液的電化學(xué)反應成為電阻訊號輸出，再經(jīng)由纮康科技的32位單片機HY16F188量測電阻訊號、運算、數字輸出顯示，如圖 1，以最少的組件達成偏壓式電阻量測方案。

　　圖 1模擬與數字訊號轉換

　　l 試紙說(shuō)明

　　由于各家試紙組成成分不同，本文以等效電路作為探討的方向，方案開(kāi)發(fā)前，必須先了解試紙的等效電路(如圖 2)、電化學(xué)反應時(shí)間(圖 3)、電流轉換公式…等。

　　等效電路

　　圖 2試紙等效電路;A：?jiǎn)瓮ǖ离娮?，B：雙通道電阻

　　電化學(xué)反應時(shí)間

　　圖 3電化學(xué)反應時(shí)間

　　VR：固定偏壓

　　Reaction time：試紙反應時(shí)間

　　Measuring time：試紙量測時(shí)間

　　電流轉換公式范例：

　　I：電流(μA)

　　F(code)：不同試紙會(huì )有不同的值

　　T(t)：溫度系數

　　3. 系統設計

　　l 硬件說(shuō)明

　　PCB電路圖說(shuō)明

　　(A) 中央處理器：

　　HY16F188 (Andes 32-bit MCU Core + HYCON 24-bit ΣΔADC + UMC 64K Flash)

　　(B) 顯示芯片：HY2613 (HYCON LCD Driver LCD Segment 4X36)

　　(C) 電源電路：9V轉3.3V電源系統

　　(D) 模擬感測模塊：

　　透過(guò)單1顆10 KΩ電阻+低通濾波器(1 KΩ電阻+27nF電容)

　　可偵測外部插入的試紙(以電組方式代替)

　　(E) 在線(xiàn)刻錄與ICE鏈接電路

　　透過(guò)EDM的連接，可支持在線(xiàn)刻錄模擬，

　　并擁有強大的C平臺IDE以及HYCON模擬軟件分析工具與GUI等支持。

　　l 主要組件介紹

　　(1) MCU：HY16F188，功能為量測電信號、控制、運算包含功能為儲存校正參數。

　　(2) HY2613：負責LCD驅動(dòng)。

　　(3) Rstrip：本應用以電阻取代試紙，以仿真試紙電化學(xué)信號。

　　l 電路說(shuō)明

　　Step1: 

Step2: 

Step3: 

Step4:

　　l 軟件說(shuō)明

　　程序流程圖

　　4. 參考數據

　　l HY16F188 Datasheet

　　l HY2613B/C Datasheet

　　5. 芯片制造商

　　纮康科技(HYCON Technology)專(zhuān)注于溫度、壓力、重量、電壓、電流、功率……等模擬訊號的量測及監視。主要提供在電池管理、儀器儀表(包含醫療、計量、 溫度…)，及工業(yè)控制等領(lǐng)域的相關(guān)芯片開(kāi)發(fā)。

　　http://www.hycontek.com/