便携式血糖测试仪的设计
由于生活节奏加快、饮食结构变化、过度劳累、锻炼不足等因素，糖尿病的发病率很高。此外，糖尿病往往伴随着许多并发症，严重危害健康，给国民经济造成巨大损失。然而，直到现在，糖尿病还没有完全治愈。人们对医疗保健的认识提高了，他们比以前更加关注健康。因此，开展糖尿病的长期预防和有效监测非常重要。减少经济损失，增加生活幸福是本研究的出发点和意义。本系统设计的是采用STM32单片机控制的血糖仪，血糖仪的设计思路是采用酶生物传感器对血糖进行采集和处理。由于测量时存在较多困难，因此借助于硬件设施能够有效的完成信号的转换，该种类型的电压信号借助于放大设备能够有效的完成放大等操作，同时借助特定的信号转换装置能够有效的实现信号转换，使得其能够被转化为适用于CPU处理的信号，并且将信号录入到单片机中，同时通过特定的处理系统来完成软件滤波，由此对获取得到的信号展开一系列转换等操作，换算成血糖含量数据，结果通过LCD显示出来。显示的同时也可把历史数据存到存储器中，以便日后查看，为了大量存储，需要外接存储设备。而当采取到的数据超过设置的血糖上下限时语音提示报警。另外还可以通过设置按键对所显示的内容进行选择或删除。本系统采用STM32可实现高精度转换并且采用了显示质量高、体积小、重量轻、功耗低的液晶显示；用生物传感器葡萄糖氧化酶电极进行血糖测试，实现血糖异常时及时发出警报的功能。本设计应用简单便捷，应用价值较高
目 录
1 绪论 1
1.1选题目的和意义 1
1.2国内外研究现状 1
2便携式血糖测试仪的总体方案设计 3
2.1主要研究内容与基本要求 3
3 便携式血糖测试仪的硬件电路设计 6
3.1 STM32控制电路 6
3.2酶生物传感器电路 8
3.3弱电流信号检测处理电路 9
3.4 A/D转换电路 11
3.5 液晶显示电路 12
3.6 时钟电路 13
4 便携式血糖测试仪的软件设计 15
4.1软件总体设计 15
4.2初始化设计 16
4.3 AD转换程序设计 17
4.4 AD转换程序设计 17
5血糖测试仪的调试与仿 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
真 19
5.1 系统软件编译、链接 19
5.2 软、硬件联调 19
5.3 仿真中出现的问题及解决办法 20
6 总结与展望 22
结 论 23
参考文献 24
致 谢 25
1 绪论
1.1选题目的和意义
糖尿病不具有传染性，且属于慢性病的一种，是因为遗传和外部原因的多方面影响而导致的一类临床疾病，并且会持续患者的一生且无法医治。该疾病主要是因为人体无法足够的胰岛素所导致的，同时也包括由于胰岛素无法发挥正常激素效用所引起的原因。目前中国糖尿病患者不断增多。血糖浓度是反映病情的一个重要指标，因此血糖测试仪对糖尿病患者是十分重要的。
现阶段在测量人体内血液中血糖含量时通常情况下会选择测量血清中的葡萄糖含量以及全血葡萄糖含量两种方式，血清葡萄糖在当前阶段的临床医疗检测中是非常关键的参照指标，是确保人体各项生理机能维持在正常水平的关键物质。人体该物质的含量会由于患者患病情况存在一定的差异而表现为一系列的不同。通常情况下会选择有氧化酶偶联比色法、微电流法等方式来进行检测。通过该种方式进行检测便捷可靠，且结果具有较高的精准性，然而还需在此基础上比对医院所给出的参数，由此确保后续阶段能够合理的使用特定设备进行校正。
最近一段时间，绝大部分缓解疼痛以及不留创痕的血糖仪进入到了人们的视野当中，同时有关于该领域的理论研究也在断深入，然而因为生物酶本身具有较强的活性，同时无法通过简单的方式来了解生物酶的具体属性，无法大量的生产加工酶电极。无创型无感染性、测量快、无化学试剂的特点，被视为最有前途的血糖仪，但由于血量的成分复制，血糖信号太弱，难以测量，所以血糖仪的研制一直没有什么进展。最近新出一种手表式便携式血糖测试仪，虽然方便，但是对皮肤有一定的刺激。连续式血糖测试仪在技术不完全成熟，目前仍需要静脉抽血式血糖仪。
综上所述，由于技术限制。目前还是通过抽血式采集血样的方法进行测量。但是我相信，在不远的未来，随着技术水平提升，一定会有更好的产品！
1.2国内外研究现状
因为现阶段糖尿病发病率不断上升，因此务必需要针对患病者展开实时血糖监测，由于现阶段社会的不断进步，同时也有效地推动了科学技术产业的优化完善，并且在此过程中也有效地推动了快速血糖仪的更新换代与升级改造。自1968年汤姆克莱曼斯发明血糖仪至今，总计经历五段发展时期：首先为水洗式血糖仪，其整体操作较为繁琐作，在实际操作至少需要提前将采集的血液样本滴在试纸上，约六十秒后将试纸浸泡在水中洗去采集样本中的红细胞，之后将试纸放入仪器中进行检测，同时出具最终的检测报告；其次为擦血式血糖仪，该种设备在操作时无需浸泡在水中，在滴入样本后出现特征现象后除去其中的血细胞后便可以展开实验操作，与第一类血糖仪进行综合比对来看，该种血糖仪整体操作程序更为便捷，且不会占用较大的空间，因此使用率更高，然而其依旧要采集更多样本；第三个阶段是比色法血糖仪，通常情况下在进行比色操作时会选择目视比色法和光电比色法，在选择光电比色法时，其整体的精确度相对更高，并且在实践操作的过程中应将所采集的学样的滴入试纸上，在试纸呈现特定颜色变化后借助于光电发来对其吸光度有一个清楚的了解，根据郎伯—比尔定律来得知血糖的具体含量，通过该种方法操作便捷可靠，并且最终的数据结果更为精准；第四个阶段是光化学法血糖仪，包括葡萄糖氧化酶和脱氢酶的电极测量法，可在特定激励电压的作用下，能够形成方向固定的电流。同时根据不同的电流强度来测量血液中所含有的葡萄糖含量。由于葡萄糖脱氢酶除了与血糖反应外，还能够与生物体内的半乳糖等糖分发生作用，由此便会导致血糖测量的过程中结果的精确度受到影响，所以绝大部分情况下会选择葡萄糖氧化酶电极测量法，通过该种方式进行测量的周期较短，同时最终结果更为精准，在当前阶段绝大部分血糖仪只选择该种方式来进行测量；第五个阶段是少量血液采集，且采集点较为分散，通过该种设备在测量血糖的情况下能够切实可行的避免由于人工操作所造成的误差。
特别针对糖尿病人的血糖检测为治疗朋友并提供了必要的帮助，准确的血糖自我监测能够对血糖变动情况进行规范化控制，血糖仪能够对人体的血糖变动情况进行实时监督，而我国与西方国家相比还存在较多的不足之处有待于再进一步提升，即便与全球平均水平相比差距较大，但依旧具有较为可观的上升空间。
2便携式血糖测试仪的总体方案设计
2.1主要研究内容与基本要求
本设计主要是根据血糖值检测原理，采用STM32单片机控制的血糖仪，采用STM32高精度转换和显示质量高、体积小、重量轻、功耗低的液晶显示；用生物传感器葡萄糖氧化酶电极进行血糖测试，实现血糖异常时及时发出警报的功能。
目 录
1 绪论 1
1.1选题目的和意义 1
1.2国内外研究现状 1
2便携式血糖测试仪的总体方案设计 3
2.1主要研究内容与基本要求 3
3 便携式血糖测试仪的硬件电路设计 6
3.1 STM32控制电路 6
3.2酶生物传感器电路 8
3.3弱电流信号检测处理电路 9
3.4 A/D转换电路 11
3.5 液晶显示电路 12
3.6 时钟电路 13
4 便携式血糖测试仪的软件设计 15
4.1软件总体设计 15
4.2初始化设计 16
4.3 AD转换程序设计 17
4.4 AD转换程序设计 17
5血糖测试仪的调试与仿 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
真 19
5.1 系统软件编译、链接 19
5.2 软、硬件联调 19
5.3 仿真中出现的问题及解决办法 20
6 总结与展望 22
结 论 23
参考文献 24
致 谢 25
1 绪论
1.1选题目的和意义
糖尿病不具有传染性，且属于慢性病的一种，是因为遗传和外部原因的多方面影响而导致的一类临床疾病，并且会持续患者的一生且无法医治。该疾病主要是因为人体无法足够的胰岛素所导致的，同时也包括由于胰岛素无法发挥正常激素效用所引起的原因。目前中国糖尿病患者不断增多。血糖浓度是反映病情的一个重要指标，因此血糖测试仪对糖尿病患者是十分重要的。
现阶段在测量人体内血液中血糖含量时通常情况下会选择测量血清中的葡萄糖含量以及全血葡萄糖含量两种方式，血清葡萄糖在当前阶段的临床医疗检测中是非常关键的参照指标，是确保人体各项生理机能维持在正常水平的关键物质。人体该物质的含量会由于患者患病情况存在一定的差异而表现为一系列的不同。通常情况下会选择有氧化酶偶联比色法、微电流法等方式来进行检测。通过该种方式进行检测便捷可靠，且结果具有较高的精准性，然而还需在此基础上比对医院所给出的参数，由此确保后续阶段能够合理的使用特定设备进行校正。
最近一段时间，绝大部分缓解疼痛以及不留创痕的血糖仪进入到了人们的视野当中，同时有关于该领域的理论研究也在断深入，然而因为生物酶本身具有较强的活性，同时无法通过简单的方式来了解生物酶的具体属性，无法大量的生产加工酶电极。无创型无感染性、测量快、无化学试剂的特点，被视为最有前途的血糖仪，但由于血量的成分复制，血糖信号太弱，难以测量，所以血糖仪的研制一直没有什么进展。最近新出一种手表式便携式血糖测试仪，虽然方便，但是对皮肤有一定的刺激。连续式血糖测试仪在技术不完全成熟，目前仍需要静脉抽血式血糖仪。
综上所述，由于技术限制。目前还是通过抽血式采集血样的方法进行测量。但是我相信，在不远的未来，随着技术水平提升，一定会有更好的产品！
1.2国内外研究现状
因为现阶段糖尿病发病率不断上升，因此务必需要针对患病者展开实时血糖监测，由于现阶段社会的不断进步，同时也有效地推动了科学技术产业的优化完善，并且在此过程中也有效地推动了快速血糖仪的更新换代与升级改造。自1968年汤姆克莱曼斯发明血糖仪至今，总计经历五段发展时期：首先为水洗式血糖仪，其整体操作较为繁琐作，在实际操作至少需要提前将采集的血液样本滴在试纸上，约六十秒后将试纸浸泡在水中洗去采集样本中的红细胞，之后将试纸放入仪器中进行检测，同时出具最终的检测报告；其次为擦血式血糖仪，该种设备在操作时无需浸泡在水中，在滴入样本后出现特征现象后除去其中的血细胞后便可以展开实验操作，与第一类血糖仪进行综合比对来看，该种血糖仪整体操作程序更为便捷，且不会占用较大的空间，因此使用率更高，然而其依旧要采集更多样本；第三个阶段是比色法血糖仪，通常情况下在进行比色操作时会选择目视比色法和光电比色法，在选择光电比色法时，其整体的精确度相对更高，并且在实践操作的过程中应将所采集的学样的滴入试纸上，在试纸呈现特定颜色变化后借助于光电发来对其吸光度有一个清楚的了解，根据郎伯—比尔定律来得知血糖的具体含量，通过该种方法操作便捷可靠，并且最终的数据结果更为精准；第四个阶段是光化学法血糖仪，包括葡萄糖氧化酶和脱氢酶的电极测量法，可在特定激励电压的作用下，能够形成方向固定的电流。同时根据不同的电流强度来测量血液中所含有的葡萄糖含量。由于葡萄糖脱氢酶除了与血糖反应外，还能够与生物体内的半乳糖等糖分发生作用，由此便会导致血糖测量的过程中结果的精确度受到影响，所以绝大部分情况下会选择葡萄糖氧化酶电极测量法，通过该种方式进行测量的周期较短，同时最终结果更为精准，在当前阶段绝大部分血糖仪只选择该种方式来进行测量；第五个阶段是少量血液采集，且采集点较为分散，通过该种设备在测量血糖的情况下能够切实可行的避免由于人工操作所造成的误差。
特别针对糖尿病人的血糖检测为治疗朋友并提供了必要的帮助，准确的血糖自我监测能够对血糖变动情况进行规范化控制，血糖仪能够对人体的血糖变动情况进行实时监督，而我国与西方国家相比还存在较多的不足之处有待于再进一步提升，即便与全球平均水平相比差距较大，但依旧具有较为可观的上升空间。
2便携式血糖测试仪的总体方案设计
2.1主要研究内容与基本要求
本设计主要是根据血糖值检测原理，采用STM32单片机控制的血糖仪，采用STM32高精度转换和显示质量高、体积小、重量轻、功耗低的液晶显示；用生物传感器葡萄糖氧化酶电极进行血糖测试，实现血糖异常时及时发出警报的功能。
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