固定偏壓量測電流應(yīng)用設(shè)計(jì)方案-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯固定偏壓量測電流應(yīng)用設(shè)計(jì)方案-基礎(chǔ)電子一般常見的以固定偏壓方式量測電流訊號，相關(guān)應(yīng)用如：一氧化碳(CO)濃度計(jì)、血糖計(jì)…等，此類應(yīng)用廣泛，本文僅以血糖計(jì)作為量測說明。

一、纮康科技HY11P系列簡介

利用測試試紙做為葡萄糖訊號的擷取，以固定偏壓方式激發(fā)試紙與血液的電化學(xué)反應(yīng)成為電流訊號輸出，再經(jīng)由纮康科技的單片機(jī)“HY11P13”量測電流訊號、運(yùn)算、數(shù)字輸出顯示，如圖1，以少的組件達(dá)成偏壓式電流量測方案。

·單片機(jī)簡介

·8位加強(qiáng)型精簡指令集,共有66個指令包含硬件乘法指令及查表指令

·2.0Vto3.6V工作電壓范圍，-40℃~85℃工作溫度范圍.

·外部石英震蕩器及內(nèi)部高精度RC震蕩器，6種CPU工作頻率切換選擇，可讓使用者達(dá)到省電規(guī)劃

運(yùn)行模式300uA＠2MHz

待機(jī)模式3uA@32KHz

休眠模式1uA

·4KWordOTP(OneTimeProgrammable)Type程序內(nèi)存，256Byte數(shù)據(jù)存儲器

·BrownoutandWatchdogTimer，可防止CPU進(jìn)入死機(jī)模式

·18-bit全差動輸入ΣΔADC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器

內(nèi)置PGA(ProgrammableGainAmplifier)及可有1/4,1/2,1.…..128倍10種輸入信號放大倍率選擇

內(nèi)置輸入零點(diǎn)調(diào)整,可針對不同應(yīng)用增加其量測范圍

內(nèi)置高阻抗輸入緩沖器(32以上輸入倍率不適用)

內(nèi)置溫度傳感器

·超低輸入噪聲(1uVpp)運(yùn)算放大器,可提供高輸出阻抗小訊號的放大及小電流的電壓轉(zhuǎn)換

·1.0V低溫飄系數(shù)參考電壓源輸出，具有Push-Pull驅(qū)動能力，可提供傳感器驅(qū)動電壓

·10mA低壓差穩(wěn)壓電源輸出，可有4種不同輸出電壓選擇

·4x20LCD液晶驅(qū)動器

Static、1/2、1/3、1/4Duty及1/3Bias軟件選擇

內(nèi)建ChargePump穩(wěn)壓線路，提供4種LCD偏壓

·8-bitTimerA

·16-bitTimerB模塊具Capture/Compare功能

·16-bitTimerC模塊具PWM/PFD波形產(chǎn)生功能

·串行通訊SPI模塊

二、血糖試紙簡介

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，項(xiàng)目啟動前，必須先了解試紙的等效電路(如圖3)、電化學(xué)反應(yīng)時間(圖4)、電流轉(zhuǎn)換公式…等。

·等效電路

·電化學(xué)反應(yīng)時間

VR：固定偏壓

Reactiontime：試紙反應(yīng)時間

Measuringtime：試紙量測時間

·電流轉(zhuǎn)換公式

范例：

I：電流(μA)

F(code)：不同試紙會有不同的參數(shù)

T(t)：溫度系數(shù)

三、訊號量測

步驟一：調(diào)整R2電阻，透過芯片內(nèi)部放大器(OP)前置網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，使試紙(Strip)有一固定偏壓，即S1對應(yīng)ACM電壓為VR，并記錄校正VR值。

步驟二：當(dāng)試紙插入機(jī)器，并與血液反應(yīng)后，試紙阻抗會隨著血糖濃度變化，OP會回授電流，讓S1保持一固定偏壓。