1.內容簡介

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

　　2.原理說明

　　正常情況下，身體會將吃進去的淀粉類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，無法使葡萄糖充分進入細胞利用，而留在血中使血糖濃度升高。長期的高血糖癥狀，有時會引起視網膜病變、腎臟、神經病變(如導致截肢)、心臟和血管(如中風)、高血壓、生理需求功能減弱，嚴重者會導致死亡。糖尿病的發(fā)生與遺傳體質相當有關系，其他如肥胖、情緒壓力、藥物、營養(yǎng)生理失調，都會促使糖尿病的發(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，除了嚴重者長期注射胰島素外，糖尿病平日的血糖監(jiān)測亦非常重要，配合用藥、飲食的控制及持續(xù)監(jiān)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源，以固定偏壓方式激發(fā)試紙與血液的電化學反應成為電阻訊號輸出，再經由纮康科技的32位單片機HY16F188量測電阻訊號、運算、數(shù)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(shù)字訊號轉換

　　l 試紙說明

　　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，方案開發(fā)前，必須先了解試紙的等效電路(如圖 2)、電化學反應時間(圖 3)、電流轉換公式…等。

　　等效電路

　　圖 2試紙等效電路;A：單通道電阻，B：雙通道電阻

　　電化學反應時間

　　圖 3電化學反應時間

　　VR：固定偏壓

　　Reaction time：試紙反應時間

　　Measuring time：試紙量測時間

　　電流轉換公式范例：

　　I：電流(μA)

　　F(code)：不同試紙會有不同的值

　　T(t)：溫度系數(shù)

　　3. 系統(tǒng)設計

　　l 硬件說明

　　PCB電路圖說明

　　(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(tǒng)

　　(D) 模擬感測模塊：

　　透過單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) 在線刻錄與ICE鏈接電路

　　透過EDM的連接，可支持在線刻錄模擬，

　　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(shù)。

　　(2) HY2613：負責LCD驅動。

　　(3) Rstrip：本應用以電阻取代試紙，以仿真試紙電化學信號。

　　l 電路說明

　　Step1: 

Step2: 

Step3: 

Step4:

　　l 軟件說明

　　程序流程圖

　　4. 參考數(shù)據(jù)

　　l HY16F188 Datasheet

　　l HY2613B/C Datasheet

　　5. 芯片制造商

　　纮康科技(HYCON Technology)專注于溫度、壓力、重量、電壓、電流、功率……等模擬訊號的量測及監(jiān)視。主要提供在電池管理、儀器儀表(包含醫(yī)療、計量、 溫度…)，及工業(yè)控制等領域的相關芯片開發(fā)。

　　http://www.hycontek.com/