采用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路设计
介绍了一种便携式血糖仪的设计。该设计主要从低功耗及精确性的角度出发，以msp430系列单片机为核心，葡萄糖氧化酶电极为测试传感器，较快地测试出血糖浓度。此外，所设计的血糖仪还具有储存功能，有助于用户查看血糖浓度历史值和变化趋势。
血糖测试电路：在酶电极两端滴入血液后，会产生自由电子。由于电极两端存在激励电压，就会有定向电流流过电极。该激励电压是由adc模块提供的1.5v稳压通过电阻分压而产生的，大约在300mv左右，它能产生μa级别的定向电流。由于a/d转换模块测量的是电压，所以需要将该定向电流转换成电压，并且进行一定的放大。本系统采用图2所示的电路来实现电流到电压的转换和放大。运算放大器lm358的反相端连接血糖试纸上的 酶电极，当有血液滴入时，该电极与地之间为等效电阻rx，流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。
msp430的a/d模块输出1.5v的稳压通过r2 和r3分压，产生300mv的激励电压，该电压通过运放的正端加到电极两端。r4起到反馈放大的作用，它将运放的输出范围限定在a/d模块的转换范围内。在pcb板布线时，由于运放输出和msp430的adc模块输入i/o口之间的走线比较长，为了确保测量值的准确，需要对测试电压进行滤波，c21就是用来起滤波作用的，以减少走线过长所引入的外来干扰对血糖测试的影响。而运放直接接电容负载容易引起输出震荡，r14的作用就是隔离运放和电容。由于电阻r14上会有电流流过，这样电阻两端就有压降存在，电压信号会受此影响而变化，为了不影响血糖测试的精度，r14 的值不能取得过大。跟据经验值取50ω。
温度检测电路：由于血糖测试是利用生物电化学反应，而影响该反应的重要因素是温度。在不同的温度下，葡萄糖氧化酶的活性不同。即使是相同血糖浓度的血液，采用相同的激励电压，在不同温度下，由葡萄糖氧化酶氧化产生的电流大小也不同。所以需要根据温度进行补偿以获得正确的血糖浓度值。当温度过高或过低时，葡萄糖氧化酶就会完全失去活性，此时血糖仪需要给出报警，提示用户仪表不能在该温度下进行操作，避免得出错误的检测值。温度测试电路如图3所示。
图中，r9是热敏电阻et833，该电阻具有负温度特性。 r10是阻值为83k ω的高精电阻。r9上 端接的是由msp430的a/d转换模块输出的1.5v稳压，由 于该1.5v稳压也是 a/d转换模块的参考电压，因此这种接法能够消除a/d参考电压抖动所引起的转换误差。血糖仪正常工作时，通过测得p6.1端口的电压，计算出热敏电阻r9的大小，然后根据et833的特型曲线，推算出温度值，以进行温度补偿。
数据存储电路：为了方便用户能随时查看血糖的变化情况，本血糖仪具有存储血糖值的功能。用户不仅能查询每次测量的历史值，还能够查询最近28d内的血糖值的变化趋势，根据血糖变化趋势，制定正确的用药方式，达到控制血糖浓度的目的。
本系统最多能够存储1000个历史数据，每个历史数据需要8b来保存，数据包含血糖值浓度及测试日期这两个信息，这样就需要8000b的存储空间。 24lc64是微芯公司出产的一片e2 prom芯片，能够存储8kb，因此选取一块24lc64芯片即足够。
e2 prom和单片机之间的具体接线方式如图所示，p4.0～p4.3都是msp430的数字i/o口。p4.1是写保护引脚，用来避免由于外部干扰或者程序出错对eprom的误写操作。p4.2和p4.3是24lc64和msp430进行通信的连接口。p4.0用于对24lc64供电，利用i/o口对该芯片供电的目的是为了降低系统运行时的整体功耗，此外，还节省了电子开关，降低了成本，有利于布线。
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msp430的a/d模块输出1.5v的稳压通过r2 和r3分压，产生300mv的激励电压，该电压通过运放的正端加到电极两端。r4起到反馈放大的作用，它将运放的输出范围限定在a/d模块的转换范围内。在pcb板布线时，由于运放输出和msp430的adc模块输入i/o口之间的走线比较长，为了确保测量值的准确，需要对测试电压进行滤波，c21就是用来起滤波作用的，以减少走线过长所引入的外来干扰对血糖测试的影响。而运放直接接电容负载容易引起输出震荡，r14的作用就是隔离运放和电容。由于电阻r14上会有电流流过，这样电阻两端就有压降存在，电压信号会受此影响而变化，为了不影响血糖测试的精度，r14 的值不能取得过大。跟据经验值取50ω。
温度检测电路：由于血糖测试是利用生物电化学反应，而影响该反应的重要因素是温度。在不同的温度下，葡萄糖氧化酶的活性不同。即使是相同血糖浓度的血液，采用相同的激励电压，在不同温度下，由葡萄糖氧化酶氧化产生的电流大小也不同。所以需要根据温度进行补偿以获得正确的血糖浓度值。当温度过高或过低时，葡萄糖氧化酶就会完全失去活性，此时血糖仪需要给出报警，提示用户仪表不能在该温度下进行操作，避免得出错误的检测值。温度测试电路如图3所示。
图中，r9是热敏电阻et833，该电阻具有负温度特性。 r10是阻值为83k ω的高精电阻。r9上 端接的是由msp430的a/d转换模块输出的1.5v稳压，由 于该1.5v稳压也是 a/d转换模块的参考电压，因此这种接法能够消除a/d参考电压抖动所引起的转换误差。血糖仪正常工作时，通过测得p6.1端口的电压，计算出热敏电阻r9的大小，然后根据et833的特型曲线，推算出温度值，以进行温度补偿。
数据存储电路：为了方便用户能随时查看血糖的变化情况，本血糖仪具有存储血糖值的功能。用户不仅能查询每次测量的历史值，还能够查询最近28d内的血糖值的变化趋势，根据血糖变化趋势，制定正确的用药方式，达到控制血糖浓度的目的。
本系统最多能够存储1000个历史数据，每个历史数据需要8b来保存，数据包含血糖值浓度及测试日期这两个信息，这样就需要8000b的存储空间。 24lc64是微芯公司出产的一片e2 prom芯片，能够存储8kb，因此选取一块24lc64芯片即足够。
e2 prom和单片机之间的具体接线方式如图所示，p4.0～p4.3都是msp430的数字i/o口。p4.1是写保护引脚，用来避免由于外部干扰或者程序出错对eprom的误写操作。p4.2和p4.3是24lc64和msp430进行通信的连接口。p4.0用于对24lc64供电，利用i/o口对该芯片供电的目的是为了降低系统运行时的整体功耗，此外，还节省了电子开关，降低了成本，有利于布线。
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