宽量程低功耗便携式血糖仪设计
【摘要】介绍了一种宽量程低功耗的便携式血糖仪设计。本设计基于酶电转换检测原理，利用TI公司MSP430FG439低功耗单片机的OA、ADC、温度检测及FLASH等内部模块，通过对微电流宽量程放大，高精度数模转换和环境温度校正，能精准的测试出血糖浓度值，并具有检测值显示存储和历史平均值的查询功能。
【关键词】低功耗；微电流；宽量程；MSP430FG439单片机
1.引言
糖尿病是继心血管和肿瘤之后的第三大非传染性疾病，已成为严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。糖尿病发生后，会引起糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱，进而导致各种严重的并发症，包括糖尿病性心脑血管病、糖尿病性肾病、糖尿病性眼病、糖尿病性神经病变等等。利用便携式血糖仪可以完成简便，快速，精准的血糖值浓度测量，有助于患者的自我监测和治疗，良好的控制糖尿病病情，降低糖尿病并发症的发生，改善生活。本设计采用MSP430FG439单片机，利用其内部的OA放大器，12位A/D转换器，LCD控制器，FLASH存储单元，配以酶电极传感电路等外部电路，实现了血糖仪宽量程、低功耗、便携式的目标。
2.血糖仪检测原理
便携式血糖仪采用电极型电化学法测试，即使用一次性的葡萄糖氧化酶印刷电极（血糖试条）作为传感器，将被测血样滴在试条上，电极上的氧化酶促使血样中的葡萄糖与氧分子发生氧化还原反应，相关化学反应公示如式1：
该反应会产生一定的自由电子，在葡萄糖氧化酶电极两端恒定电压所产生的电场力的作用下，电子会定向移动形成微弱的uA级的电流。这就是本设计血糖仪的检测原理。
当然，对于相同的血糖浓度和温度，化学反应的时间不同，所产生的电流也会不同，一般来说电流会随着反应时间的推移先增加后趋于稳定。因此需要在电流达到饱和稳定后，才能去测试电流大小，计算得到血糖值，本系统检测前所需的反应时间为5s。
血糖试条的结构示意图如图1所示。
3.血糖仪硬件设计
本系统以MSP430FG439单片机作为控制核心，外围模块主要包括血糖检测电路、LCD显示界面、按键电路。
3.1 微处理器
超低功耗是MSP430单片机的一大特色。MSP430系列单片机具有5种不同深度的低功耗休眠模式。血糖仪不工作时的休眠状态采用低功耗模式4，即关闭整个单片机时钟系统，MCLK、SMCLK、ACLK全部被禁止。单片机内部的所有模块都将停止活动。功耗也将降到最低（0.1uA）。对于电池来说，0.1uA电流甚至小于电池自...
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