本文介绍一种便携式血糖仪的设计。该设计从低功耗与精确性的角度出发，以 MSP430 系列单片机为核心，以葡萄糖氧化酶电极为测试传感器，可较快地测出血糖浓度；所设计的血糖仪还具有存储功能，便于用户查看血糖浓度的历史值与变化趋势。

血糖测试电路：在酶电极两端滴入血液后会产生自由电子；由于电极两端存在激励电压，因而有定向电流流过电极。该激励电压由 ADC 模块提供的 1.5V 稳压经电阻分压产生，约为 300mV，能产生 μA 级的定向电流。由于 A/D 转换模块测量的是电压，需要将该定向电流转换为电压并进行一定的放大。本系统采用图 2 所示电路实现电流到电压的转换与放大：运算放大器 LM358 的反相端连接血糖试纸上的酶电极，当有血液滴入时，该电极与地之间为等效电阻 Rx，流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。

MSP430 的 A/D 模块输出 1.5V 稳压，通过 R2 和 R3 分压产生 300mV 的激励电压，再经运放的正端加到电极两端；R4 起反馈放大作用，将运放的输出范围限定在 A/D 模块的转换范围内。在 PCB 板布线时，运放输出与 MSP430 的 ADC 模块输入 I/O 口之间的走线比较长，为确保测量值准确，需要对测试电压进行滤波，C21 即用于滤波，以减少走线过长所引入的外来干扰对血糖测试的影响；而运放直接接电容负载容易引起输出振荡，R14 的作用就是隔离运放和电容。由于电阻 R14 上会有电流流过，其两端存在压降，电压信号会受此影响而变化；为不影响血糖测试的精度，R14 的值不能取得过大，根据经验值取 50Ω。

温度检测电路：血糖测试利用生物电化学反应，而影响该反应的重要因素是温度——在不同温度下葡萄糖氧化酶的活性不同，即使是相同血糖浓度的血液、采用相同的激励电压，在不同温度下由葡萄糖氧化酶氧化产生的电流大小也不同。因此需要根据温度进行补偿，以获得正确的血糖浓度值；当温度过高或过低时，葡萄糖氧化酶会完全失去活性，此时血糖仪需要给出报警，提示用户仪表不能在该温度下进行操作，以免得出错误的检测值。温度测试电路如图 3 所示。

图中，R9 是热敏电阻 ET833，该电阻具有负温度特性；R10 是阻值为 83kΩ 的高精电阻。R9 上端接的是由 MSP430 的 A/D 转换模块输出的 1.5V 稳压，由于该 1.5V 稳压同时也是 A/D 转换模块的参考电压，这种接法能够消除 A/D 参考电压抖动所引起的转换误差。血糖仪正常工作时，通过测得 P6.1 端口的电压计算出热敏电阻 R9 的大小，然后根据 ET833 的特性曲线推算出温度值，以进行温度补偿。

数据存储电路：为了方便用户随时查看血糖的变化情况，本血糖仪具有存储血糖值的功能：用户不仅能查询每次测量的历史值，还能够查询最近 28d 内血糖值的变化趋势，据以制定正确的用药方式，达到控制血糖浓度的目的。

本系统最多能够存储 1000 个历史数据，每个历史数据需要 8B 来保存，数据包含血糖浓度及测试日期两项信息，共需 8000B 的存储空间。24LC64 是微芯公司生产的一片 E²PROM 芯片，能够存储 8KB，因此选取一块 24LC64 芯片即足够。

E²PROM 和单片机之间的具体接线方式如图所示，P4.0～P4.3 都是 MSP430 的数字 I/O 口：P4.1 是写保护引脚，用来避免由于外部干扰或者程序出错对 E²PROM 的误写操作；P4.2 和 P4.3 是 24LC64 和 MSP430 进行通信的连接口；P4.0 用于对 24LC64 供电，利用 I/O 口对该芯片供电可以降低系统运行时的整体功耗，此外还省去了电子开关，降低了成本，有利于布线。