帶9S08LH微控制器的血糖儀和血壓計(jì)應(yīng)用

　　近年來(lái)，醫(yī)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(yī)藥和工程學(xué)的結(jié)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(wèi)生難題，因?yàn)槿藗兩胁痪邆渥銐虻陌Y狀控制經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，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(cè)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(duì)糖尿病病人進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　高血壓是動(dòng)脈血壓長(zhǎng)期居高不下的一種表現(xiàn)癥狀。血壓計(jì)即測(cè)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(jì)能夠檢測(cè)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(dǎo)致幾類嚴(yán)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(jù)表明，高血糖本身可能導(dǎo)致高血壓。

　　血糖檢測(cè)

　　血糖檢測(cè)是從血液中取得血糖濃度值的一種技術(shù)。 測(cè)量血液中葡萄糖含量的第一步，就是將血液轉(zhuǎn)變成電流或電壓。 這可能需要使用傳感器，通過(guò)電流測(cè)定法來(lái)完成。 電流測(cè)定法即測(cè)量電極對(duì)之間的電流，正是該電極對(duì)推動(dòng)著電解反應(yīng)的產(chǎn)生。 這些反應(yīng)電極是電流測(cè)量型傳感器。 該方法在使用電流測(cè)量型傳感器時(shí)非常有用，因?yàn)樗陔妷汉碗娏鳒y(cè)量中的可靠性與在化學(xué)反應(yīng)中一樣。 生成的電流應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變成電壓，供MCU處理時(shí)使用。 最后，MCU利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)模塊檢測(cè)并處理該信號(hào)。

　　血壓計(jì)

　　通常情況下，血壓計(jì)包括一個(gè)限制血液流動(dòng)的充氣氣囊和一個(gè)測(cè)量血壓的壓力表。它由電源、電機(jī)、存儲(chǔ)器、壓力傳感器和用戶界面，以及顯示屏、鍵盤(pán)/觸摸板、USB或無(wú)線通訊接口組成。

　　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(yī)療，V類核定)。它對(duì)電機(jī)控制十分重要。因?yàn)楦鶕?jù)檢測(cè)到的壓力，無(wú)論電機(jī)電源是打開(kāi)還是關(guān)閉，空氣壓縮機(jī)都應(yīng)由電機(jī)閥門(mén)控制，以獲得壓力測(cè)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(hào)有助于捕獲更高的心率精度。電機(jī)應(yīng)當(dāng)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(zhǔn)(air reference)和閥門(mén)上。因此，當(dāng)電機(jī)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(cè)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(tái)

　　飛思卡爾9S08LH采用創(chuàng)新技術(shù)，將便攜式醫(yī)療設(shè)備的功耗降至很低。 該S08LH包括多種操作模式，每種模式針對(duì)特定功能級(jí)量身定制，以便使性能/功耗達(dá)到最佳平衡。 該操作?？芍С值椭?50nA的功耗，并且使醫(yī)療應(yīng)用能夠以最高能效實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

　　低功率晶體振蕩器經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以低功率驅(qū)動(dòng)晶體，同時(shí)還提供了低增益或高增益模式選項(xiàng)。 借助該晶體振蕩器，當(dāng)醫(yī)療設(shè)備同時(shí)處于待機(jī)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(tǒng)時(shí)鐘停止，穩(wěn)壓器處于待機(jī)狀態(tài)，所有內(nèi)部電路都上電以進(jìn)行快速恢復(fù)，同時(shí)RAM內(nèi)容和LCD寄存器得以保存。

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