成本削減與增值!Freescale個人血糖計解決方案

個人血糖監(jiān)控器 (BGM) 幫助 Ⅰ 型或 Ⅱ 型糖尿病患者獨(dú)立管理血糖水平。飛思卡爾提供的設(shè)計說明介紹了設(shè)計師如何在微控制器中實(shí)施 BGM 電路的重要部分，以節(jié)省組件和設(shè)計成本，此外，還介紹了旨在改善功能和用戶體驗(yàn)的創(chuàng)新特性。

BGM 可以實(shí)施功能塊(如圖 1 所示)，其中包括控制器、鍵盤和顯示器等核心功能以及無線通信和慣性傳感系統(tǒng)等一些增值功能。鍵盤可以使用傳統(tǒng)的機(jī)電開關(guān)或膜片開關(guān)，也可以包含觸摸感應(yīng)電極。這些電極連接到能夠監(jiān)測多達(dá) 12 個電容觸摸通道的飛思卡爾 MPR121 等控制器。

血液傳導(dǎo)性會因所存在的血糖數(shù)量的不同而異，BGM 利用這一事實(shí)來測量血糖。血液樣本沉積到含有化學(xué)元素的測試條上，這些化學(xué)元素與血液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了電流，被發(fā)送到跨阻抗放大器?？缱杩狗糯笃鲗㈦娏靼幢壤D(zhuǎn)換為電壓，您可使用 ADC 捕獲和數(shù)字化電壓，然后將其與一組已存儲的閾值進(jìn)行比較。

重要的片上電路

飛思卡爾的 Kinetis MK50 和 Flexis™ S08MM 或 MCF51MMMCU 集成跨阻抗放大器，使設(shè)計人員能夠最大程度地減少獲取和轉(zhuǎn)換測試條產(chǎn)生的電流所需的外部組件數(shù)量。只需要少量的外部組件即可配置片上跨阻抗放大器所需的增益值。通過調(diào)整控制寄存器 TIAMPCO 中的數(shù)值，就可以管理 MCU 的集成跨阻抗模塊 TRIAMPV1。此寄存器的 TIAMPEN 位啟用跨阻抗模塊，對于低功率模式，LPEN 位設(shè)置為 1;對于高速模式，LPEN 位設(shè)置為 0。低功率模式通常用于電池供電的系統(tǒng)。圖 2 顯示微控制器集成如何簡化測試條接口電路。

增值特性

隨著功能強(qiáng)大的消費(fèi)移動設(shè)備(如智能手機(jī)和平板電腦)的出現(xiàn)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備的能力成為 BGM 的增值特性。這允許用戶利用移動應(yīng)用程序以圖形方式來查看結(jié)果、長期跟蹤血糖水平或?qū)⒔Y(jié)果輕松發(fā)送給 GP 或顧問。

此外，還可以使用無線通信將 BGM 讀數(shù)直接發(fā)送到胰島素注射器或熱量計。多個高性價比的低功率 MCU 現(xiàn)在已提供有集成的 USB 接口，能夠支持與各種設(shè)備的基本、低成本的有線連接。對于無線連接，除了用于低功率無線電項(xiàng)目的飛思卡爾 Beekit 工具包示例和代碼樣本之外，IEEE 802.15.4 無線電系統(tǒng)級封裝 (SIP)(例如 飛思卡爾 MC13233)可幫助開發(fā)人員克服集成方面的挑戰(zhàn)，并使用包括 ZigBee® 協(xié)議堆棧在內(nèi)的軟件來縮短產(chǎn)品上市時間。圖 3 顯示如何使用 ZigBee 無線鏈路將 BGM 讀數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控終端。

最后，用戶界面是醫(yī)療設(shè)備設(shè)計人員的重要關(guān)注對象，可以對最終產(chǎn)品的成本以及所提供的用戶體驗(yàn)產(chǎn)生重大影響。Kinetis K50 或超低功率 S08LL 等飛思卡爾 MCU 集成了分段式 LCD 控制器，幫助最小化外部電路。控制器必須能夠支持所選顯示屏中的段數(shù);K50 集成式控制器支持多達(dá) 320 段的 LCD，而 S08LL 能夠控制最多 8 x 36 或 4 x 28 段的顯示屏。

在一些高端設(shè)計中，圖形顯示屏可用于支持更復(fù)雜的功能和用戶交互。您可以添加飛思卡爾 MMA745xL 數(shù)字加速計等慣性傳感器，以獲得自動縱向/橫向控制。此外，添加慣性傳感器還可以允許集成下降檢測功能，使 BGM 能夠在病人失去意識或由于血糖過低而昏倒時發(fā)出警報。