CN1234322C - 便携式血糖仪控制器 - Google Patents
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Abstract
一种便携式血糖仪控制器属于医疗器械领域。本发明的反应测试信号端口经放大器与模数转换器相连，模数转换器与单片计算机相连，液晶显示器与单片计算机相连，存储器与单片计算机相连，时钟管理器与单片计算机相连，电压监视器的输出VBAT与单片计算机的I/O口P5.0相连，电平极性转换器的V+和Vout脚分别与放大器的第8和第4脚相连，稳压器的输出脚连接模数转换器的Vref脚、电压监视器及反应测试信号端口，按键模块的输出与单片计算机的I/O口P6.6相连，电源管理器提供两路电压大小不同的电源，其中一路与单片计算机、存储器、时钟管理器、液晶显示器及模数转换器相连，另外一路与放大器、电平极性转换器、稳压器，电压监视器相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种血糖仪控制器，特别是一种便携式血糖仪控制器，属于医疗器械领域。
背景技术
传统的血液葡萄糖含量检测在大型生化分析仪上完成，检测周期长、需血量大、成本高、操作复杂，不利于病人自我监护。便携式血糖仪能够克服上述缺陷，完成血糖浓度快速简便的检测，实现病人的血糖自我监测，而且用血量极少。便携式血糖仪包括测试用葡萄糖氧化酶电极和血糖仪控制器两个部分。经文献检索发现，华中理工大学的孙键在《仪表技术与传感器》(6，17-20，1998)上撰文“便携式智能血糖测试仪的研制”，该文系统介绍了一种便携式血糖测试仪。该测试仪以89C51单片机芯片为核心，包括液晶显示器、V/F转换器、恒电位测量电路、多路转换开关、温度电阻、标准电阻、电源电压监测和电池等部分。该文用葡萄糖酶电极测量血液中的葡萄糖含量，鉴于葡萄糖氧化酶的温度敏感性，对测试结果进行了温度补偿，以提高测量精度；另外，通过自校正来补偿系统测量误差。自校正通过多路模拟开关在测量插口的酶电极、热敏电阻、10K Q标准电阻和空载之间序贯进行，由于校准电路的复杂性，整个仪器的硬件成本较高。另一方面，多路模拟开关的漏电流和导通电阻则会带来额外的测量误差，本发明采用的软校准在技术路线和实施手段上与之完全不同。从整机性能上看，该文献介绍的便携式血糖测试仪存在功能单一、性价比低等不足，并缺少连续的历史测试数据和当前测试时刻的存取、重现功能，不能实现用户对血糖浓度的长期监视、跟踪和对比。
发明内容
本发明的目的是提供一种性价比高、操作简单、校准方便的低功耗血糖仪控制器，使其能够快速、准确的完成血糖检测元件输出信号采集和数据处理，同时提供历史数据存储和回溯功能，使用户得以对血糖情况进行连续跟踪监视。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明主要包括：单片计算机、存储器、时钟管理器、液晶显示器、模数转换器、放大器、电平极性转换器、稳压器、电源管理器、电压监视器、反应测试信号端口及按键模块，其中，反应测试信号端口经放大器与模数转换器相连，模数转换器的三个I/O引脚，即CLK、Dout和CS分别与单片计算机EM78P458中P5口的P5.3、P5.6和P5.5相连，液晶显示器的三个I/O引脚，即WR、DATA和CS分别与单片计算机EM78P458中的I/O口P5.1、P5.2和P6.7相连，存储器的三个I/O引脚，即WC、SCL和SDA分别与单片计算机EM78P458中I/O口P6.2、P6.3和P6.4相连，时钟管理器的三个I/O引脚，即SCLK、I/O和RESET分别与单片计算机EM78P458中I/O口P6.1、P5.6和P6.5相连，电压监视器的输出VBAT与单片计算机EM78P458的I/O口P5.0相连，电平极性转换器的V+和Vout脚分别与放大器的第8和第4脚相连，稳压器的输出脚连接模数转换器的Vref脚、电压监视器及反应测试信号端口，按键模块的输出与单片计算机EM78P458的I/O口P6.6相连，电源管理器提供两路电压大小不同的电源，其中一路与单片计算机、存储器、时钟管理器、液晶显示器及模数转换器相连，另外一路与放大器、电平极性转换器、稳压器，电压监视器相连。
液晶显示器的引脚VDD和VLCD间采用1K电阻相连，反应测试信号端口中的采样电阻为误差等级为1％的60K精密电阻，稳压器给模数转换器的Vref引脚提供参考电压的串联回路中的电阻分别为3K固定电阻、2.2K可调电阻以及33K固定电阻，稳压器给反应测试信号端口11提供反应电压的串联回路中的电阻分别为10K固定电阻、2.2K可调电阻以及100 Q固定电阻。
所述的单片机CPU采用EM78P458型芯片；液晶显示器采用HT1621型芯片；存储器E2pROM采用HT24LC08型芯片；时钟管理器采用HT1380型芯片。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明主要采用了四项技术措施：1)在实现所需功能的前提下，采用了功能强、结构紧凑且价格低廉的元器件。2)通过增加硬件功能模块实现了血糖浓度历史测试数据记录的数据库管理。3)通过优化供电电源设计来降低仪器功耗。4)充分利用软件功能简化硬件电路，方便用户使用。本发明采用了上述技术措施使得便携式血糖仪控制器，具有功能齐全、结构紧凑、方便携带、操作简便的优点。
附图说明
图1本发明结构示意图
图2本发明电路线路图
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明包括：单片计算机1、时钟管理器2、存储器3、液晶显示器4、模数转换器5、放大器6、电平极性转换器7、稳压器8、电源管理器9、电压监视器10、反应测试信号端口11和按键模块12；其中，首先由按键模块12控制仪器的开机，开机后仪器处于检测等待状态，并通过反应测试信号端口11在酶电极两端施加一定大小的恒定工作电压，反应开始后由反应测试信号端口11导入酶电极的反应电流信号Ix，经放大器6放大后送入模数转换器5转换为数字量，再由单片计算机1读取转换结果并完成葡萄糖浓度的计算，最后由液晶显示器4将测试结果显示出来。为了节约仪器体积，采用了引脚数目少、基于SPI总线的串行A/D和液晶显示器，另外，为了进一步提高仪器的性价比，单片计算机采用了新型的价廉、低功耗单片机EM78P458。
如图2所示，本发明电路线路图除包括基本测试电路外，还额外增加了两个独立的功能模块，即存储器3和时钟管理器2。这两个功能模块的引入把一段时间内(如三个月)的血糖测试结果和测试时刻作为历史记录逐一保存，操作时用户只需通过按键模块12即可方便查询以前的测试结果，方便了用户对血糖浓度的连续跟踪监视。
另外，为了降低功耗，本发明设计了双电压输出电源管理器9，其中一路输出电压为3.3V给单片计算机1、时钟管理器2、存储器3、液晶显示器4及模数转换器5，另外一路输出电压为5V稳压电源给放大器6、电平极性转换器7、稳压器8，电压监视器10，通过降低半数以上芯片的工作电压达到降低功耗的目的。对系统休眠状态下的带电模块(包括单片计算机1和时钟管理器2)采用3.3V电压而不是传统数字芯片所需的5V电压来供电，进一步降低了休眠模式下的系统功耗。
本发明充分利用软件功能，减少了硬件成本。例如，校准功能就是由软件实现，即在程序中采用了测试结果偏移量校正法来校准测试结果。
Claims (6)
1、一种便携式血糖仪控制器，包括：单片计算机(1)、液晶显示器(4)、模数转换器(5)、放大器(6)、电平极性转换器(7)、稳压器(8)、电压监视器(10)、反应测试信号端口(11)及按键模块(12)，其特征在于还包括：时钟管理器(2)、存储器(3)、电源管理器(9)，其中，反应测试信号端口(11)经放大器(6)与模数转换器(5)相连，模数转换器(5)的三个I/O引脚，即CLK、Dout和CS分别与单片计算机(1)中P5口的P5.3、P5.6和P5.5相连，液晶显示器(4)的三个I/O引脚，即WR、DATA和CS分别与单片计算机(1)中的I/O口P5.1、P5.2和P6.7相连，存储器(3)的三个I/O引脚，即WC、SCL和SDA分别与单片计算机(1)中I/O口P6.2、P6.3和P6.4相连，时钟管理器(2)的三个I/O引脚，即SCLK、I/O和RESET分别与单片计算机(1)中I/O口P6.1、P5.6和P6.5相连，电压监视器(10)的输出VBAT与单片计算机(1)的I/O口P5.0相连，电平极性转换器(7)的V+和Vout脚分别与放大器(6)的第8和第4脚相连，稳压器(8)的输出脚连接模数转换器(5)的Vref脚、电压监视器(10)及反应测试信号端口(11)，按键模块(12)的输出与单片计算机(1)的I/O口P6.6相连，电源管理器(9)提供两路电源，其中一路与单片计算机(1)、时钟管理器(2)、存储器(3)、液晶显示器(4)及模数转换器(5)相连，另外一路与放大器(6)、电平极性转换器(7)、稳压器(8)、电压监视器(10)相连。
2、根据权利要求1所述的便携式血糖仪控制器，其特征是，液晶显示器(4)的引脚VDD和VLCD间采用1K电阻相连；反应测试信号端口(11)中的采样电阻为误差等级为1％的60K精密电阻；稳压器(8)给模数转换器(5)的Vref引脚提供参考电压的串连回路中的电阻分别为3K固定电阻、2.2K可调电阻以及33K固定电阻；稳压器(8)给反应测试信号端口(11)提供反应电压的串连回路中的电阻分别为10K固定电阻、2.2K可调电阻以及100Ω固定电阻。
3、根据权利要求1所述的便携式血糖仪控制器，其特征是，所述的单片计算机(1)CPU采用EM78P458型芯片。
4、根据权利要求1所述的便携式血糖仪控制器，其特征是，所述的液晶显示器(4)采用HT1621型芯片。
5、根据权利要求1所述的便携式血糖仪控制器，其特征是，所述的存储器(3)E2PROM采用HT24LC08型芯片。
6、根据权利要求1所述的便携式血糖仪控制器，其特征是，所述的时钟管理器(2)采用HT1380型芯片。
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