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概 述

本文檔描述了基于杭州晶華微電子股份有限公司SD82F466芯片研發的HCT(Hematocrit)血糖儀方案。HCT是指壓積紅細胞在血液中所占容積的比值，它反映紅細胞和血漿的比例。血糖儀是利用電化學法分別測量血液和反應酶產生的直流電流值、交流阻抗和相角，利用測量值計算準確的血糖濃度。

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工作原理

晶華微HCT血糖儀是以SD82F466為主控SoC，該SoC對于生化電化阻抗分析精度較高，搭配HCT血糖儀方案評估平臺(AP) 、HCT血糖儀開發板(含測量試紙)使用，AP可直接下達命令給SoC進行校準和測試；測試完成后SoC將測試數據上傳至AP，AP將數據轉換為對應的阻抗、相角并在AP上直接顯示出來。

HCT血糖儀利用電化學法測量原理，在高精度直流激勵電壓下，通過測量血液和反應酶產生的電流推算血液中葡萄糖溶度；根據在不同交流頻率和峰峰值激勵下測量出來的血液交流阻抗和相角值，計算HCT值。因為電化學反應程度和溫度有較大關系，所以血糖儀開發板外部增加NTC測溫電路用來測量溫度校準。

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SD82F466的HCT血糖儀應用開發方案

本文將重點介紹基于晶華微SD82F466芯片的HCT血糖儀應用。原理如圖1所示，包括電源電路、HCT血糖測量電路(包含直流測量電路和交流測量電路)、溫度校準電路、LCD驅動電路、RTC電路、蜂鳴器驅動電路、背光驅動電路、數據傳輸電路和按鍵。多路ADC通道用于采集電壓ADC值，進而得出血液與反應酶產生的交流阻抗和相角。1組UART用于通信，2 路ADC用于溫度檢測校準電路，2個I/O用于按鍵電路。

圖1 HCT血糖儀方案框圖

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SD82F466的HCT血糖儀原理圖

圖2 HCT血糖儀原理圖

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SD82F466芯片性能特點

SD82F466是由杭州晶華微推出的帶HCT功能的血糖儀SoC芯片，內置高精度的生化電化阻抗測量模塊，滿足血糖儀方案測量精度要求，有以下特點：

ADC

1個高精度ADC，ENOB=19.3bits@15sps(Gain=16，FSR=±2.4V) ，模擬offset與Gain可調。

存儲器

128k Bytes FLASH，8k Bytes SRAM。

系統時鐘

內置32MHz高頻RC振蕩器和32.768kHz低頻RC振蕩器，無需外部時鐘。

LCD驅動

帶LCD驅動模塊，支持4COM x 48SEG、6COM x 46SEG、8COM x 44SEG液晶驅動電路；驅動電壓可選2.7V~5.2V (0.1V step)，驅動A/B型波形可選。

電源管理系統

內置低壓檢測電路。 內置傳感器激勵輸出，輸出電壓可選，2.1V/2.4V/2.7V/3.0V/3.3V/3.6V/3.9V/4.2V/4.5V/VDD。

通信

內置2路UART通信接口、1路I2C通信接口、1路SPI通信接口。

溫度傳感器

內置硅溫度傳感器，可以單點校正，支持自動正反測。

OP

內置4個軌到軌運放OP1/2/3/4，失調可校準。

DAC

內置2個12bits DAC。

正弦波發生器

內置正弦波輸出，輸出頻率1kHz~200kHz可選，支持自定義波形。

低功耗

典型工作電流：400μA/MIPS@3.3V，休眠電流1μA，待機狀態下加RTC典型值2μA。

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HCT血糖儀方案評估平臺

HCT血糖儀方案評估平臺可通過AP上的按鈕來下發命令給SoC，用來調節SoC內部配置參數，實時觀測直流電流、交流阻抗和相角的數據變化，且可將測試結果通過Excel表格形式導出， AP界面示意圖如下：

圖3 HCT血糖儀方案評估平臺(AP)

圖4 直流測量數據顯示窗口示意圖

圖5 交流阻抗相角測量數據顯示窗口示意圖

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總結

本文介紹的晶華微SD82F466 SoC 芯片方案，充分利用其豐富的內置硬件資源，可滿足血糖儀高精度測量需求，搭配自主研發的搭配HCT血糖儀方案評估平臺，用戶可以通過AP平臺實時觀測測量數據變化，測試結果可通過Excel表格形式導出，更加便捷、直觀地評估HCT和血糖測量精度規格。