连续式血糖监测仪

第一章人体血糖的检测原理和方法 (1)

1.1、人体血糖检测方法的分类 (1)

1.2、连续式血糖监测原理 (1)

1.3、动态血糖监测的重要意义 (1)

1.4、动态血糖实现的目的与方法 (2)

第二章动态血糖仪的硬件 (3)

2.1、LPC2103主控芯片的介绍 (3)

2.2、动态血糖仪的硬件结构 (4)

2.3、模拟放大电路 (4)

2.4、微处理器LPC2103 (5)

2.5、嵌入式系统及外围电路 (7)

2.5.1、嵌入式系统整体电路 (7)

2.5.2、A/D转换模块 (7)

2.5.3、存储模块 (8)

2.5.4、显示模块 (9)

2.5.5、键盘模块 (10)

2.5.6、串口通信模块 (11)

2.5.7、实时时钟模块 (11)

2.5.8、程序固化模块 (12)

2.5.9、电源模块 (12)

第三章动态血糖仪的软件开发 (14)

3.1、uClinux操作系统简介 (14)

4.2、系统软件框图 (15)

4.3、系统程序流程图 (15)

4.4、系统的存储模块 (16)

4.5、系统的显示模块 (17)

4.6、系统的键盘模块 (17)

4.7、系统的串口通信模块 (18)

结论 (19)

参考文献 (19)

第一章人体血糖的检测原理和方法

1.1、人体血糖检测方法的分类

目前市场上血糖仪产品的检测方法可分为三大类，第一类是微创血糖检测仪，包括针刺式血糖检测仪和激光采血式血糖仪等；第二类是无创血糖检测仪，包括皮下组织间液葡萄糖检测仪和光谱分析血糖仪等；第三类是连续式血糖监测。

1.2、连续式血糖监测原理

其主要工作原理酶电极探针同金属注射器一起进入人体表皮下后，金属注射器退出，而探针则留在皮下工作。图1表明体液中的葡萄糖同探针上固定的葡萄糖氧化酶发生氧化还原反应，产生葡萄糖酸并放出电子，电子由转换器接收，形成氧化电流通过导线传出数据。

目前血糖动态连续测试系统还须同手持式血糖仪连带使用，每天须测试3～4次末端指血，将测得的数据输入连续测试系统作为对照参考数据，然后连续测试装置才能正常工作。

1.3、动态血糖监测的重要意义

传统的静脉血糖和血糖仪测验，只能反映瞬间的血糖水平，不能反映患者完整的血糖变化和趋势。而动态血糖监测系统是由医疗人员操作，用于收集糖尿病患者1～3天的血糖动态变化资料的监测工具。它可以监测患者3天的血糖变化点及趋势，显示出患者完整的血糖变化图谱，使医生全面了解患者的血糖波动类型和走势，为血糖控制及糖尿病治疗提供客观依据。如发现未知的高血糖和低血糖，从而更准确地评估和调整治疗方案。

动态血糖测试系统的开发和应用可极大弥补间歇式血糖仪的不足，真实的反映病人在24小时内的连续血糖变化情况，便于医生和病人随时掌握病情，为更好的指导病人用药，控制饮食，合理开展身体锻炼提供了科学的依据，可帮助病人建立长期的血糖监控方案，确保血糖控制在合理水平。

动态血糖监测的重要意义为：

一、动态血糖监测比传统检测方法方便、详细、全面

二、动态血糖监测对糖尿病的治疗具有重要的指导意义

1.4、动态血糖实现的目的与方法

动态血糖监测仪能够在减轻患者痛苦基础上实现血糖监测。为了满足糖尿病患者的需求，克服已有动态血糖仪不能实时显示血糖值的缺点，设计一种基于ARM7微处理器的动态血糖监测装置。该装置可以监测患者1～3天的血糖变化情况，并能够实时显示血糖值，患者可以自行观察以了解病情。

该装置硬件系统由ARM7微处理器实现，硬件电路由信号放大模拟电路、LPC2103主控芯片及其外围接口芯片等数字电路组成。系统软件开发基于Keil for ARM的开发环境实现，PC机上的分析系统由Visual Basic语言编写实现。

动态血糖监测装置主要分为血糖信息采集和记录部分，包括信息采集模块，信息处理模块（包括信息存储、信息显示和信息传输），软件处理部分。采用的方法是软件和硬件相结合的方法。硬件部分ARM嵌入式处理器LPC2103芯片作为控制核心，集成了信号放大电路，数据存储电路，液晶显示电路，键盘控制电路、串口通信电路、实时时钟电路以及电源管理电路。

用传感器从人体血液中提取葡萄糖含量的电信号，经过模拟放大电路的放大处理之后进入ARM嵌入式处理器芯片处理单元，通过LPC2103单片机内部的ADC转换模块对模拟信号进行A/D转换，将数据保存到存储器中，并将信号送到液晶显示器上显示血糖值及其波形变化。

第二章动态血糖仪的硬件

2.1、LPC2103主控芯片的介绍

ARM核心的嵌入式芯片LPC2103的主要特性有：

（1）32位ARM7TDMI‐S处理器，极小型LQFP48封装。

（2）8kB的片内静态RAM，32kB的片内Flash程序存储器，128位宽的接口/加速器使其实现了70MHz的高速操作。

（3）通过片内Boot-loader软件实现在系统/在应用编程（ISP/IAP）。Flash编程时间为1ms，可编程256字节，单个Flash扇区擦除或整片擦除只需400ms。

（4）EmbeddedICE RT通过片内RealMonitor软件来提供实时调试。

（5）10位的A/D转换器含有8个模拟输入，每个通道的转换时间低至 2.44∝s，专用的结果寄存器使中断开销降到最低。

（6）2个32位的定时器/外部事件计数器，具有7路捕获和7路比较通道。

（7）2个16位的定时器/外部事件计数器，具有3路捕获和7路比较通道。

（8）低功耗实时时钟（RTC），有独立的供电电源和专门的32kHz时钟输入。

（9）多个串行接口，包括2个UART，2个快速I2C总线以及带缓冲和可变数据长度功能的SPI和SSP。

（10）向量中断控制器，可配置优先级和向量地址。

（11）多达32个可承受5V的通用I/O口。

（12）高达13个边沿或电平有效的外部中断管脚。

（13）通过可编程的片内PLL（可能的输入频率范围：10MHz～25MHz）可实现最大为70MHz的CPU时钟频率，设置时间为100us。

（14）片内集成的振荡器，工作在1MHz～25MHz的外部晶体下。

（15）节电模式包括空闲模式、RTC有效的睡眠模式和掉电模式。

（16）CPU运行电源电压范围：3.0V到 3.6V(3.3V±10％)，I/O口可承受5V电压。

（17）通过外设功能的单独使能/禁止和调节外设时钟来实现功耗的最优化。

（18）通过外部中断或RTC将处理器从掉电模式中唤醒。

由于LPC2103非常小的尺寸和极低的功耗，它们非常适合于小型化的应用，多个UART、SPI到SSP和2个I2C总线组成的混合串行通信接口和片内8kB的SRAM一起作用，可使