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华大电子CIU32L0超低功耗安全MCU在血糖仪上的应用

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发表时间:2023-11-11 09:36作者:全球芯 | glochip.com网址:http://glochip.com/news/
文章附图

近些年,随着中国医疗器械行业的发展和糖尿病患者的增多,血糖仪行业快速发展。截至目前,血糖测量技术共经历了五个发展阶段。前三个阶段基本采用光反射法测试血糖浓度,第四和第五阶段主要采用电化学法。目前国内主流血糖仪均采用电化学法进行血糖测量。诚然,当前市场上血糖仪存在着同质化的倾向,基本功能差别并不大。但是如何测量得更精细、让患者使用起来更方便,一直是所有企业共同追求的目标。

指尖式血糖仪

华大电子面向便携医疗领域推出了CIU32L0系列超低功耗安全MCU产品,该系列产品内部集成了带有电荷泵的LCD控制器、高精度ADC、可对外输出的内部参考电压源VREFBUF以及多个高精度Timer等丰富的数模外设资源,为血糖仪产品的设计与开发提供了极大的便利。


方案介绍

基于CIU32L0系列超低功耗安全MCU的血糖仪解决方案硬件原理框图:

血氧仪解决方案硬件框图


基于CIU32L0系列超低功耗安全MCU的血糖仪解决方案对血糖的测量采用电化学分析的三电极体系,由内部参考电压源VREFBUF向血糖试纸施加稳定偏置电压,血糖试纸在该偏置电压的作用下产生微电流,经运算放大器放大后输出至内部12位高精度ADC进行血糖信号采集。


该血糖仪解决方案采用两节干电池直接对系统供电,供电电压VDD会随电池电量减少而下降,为解决VDD下降导致的LCD屏幕显示对比度变差的问题,CIU32L0系列超低功耗安全MCU的LCD控制器内部集成了电荷泵,可向LCD提供高于VDD且不随VDD变化的VLCD电压,确保在VDD电压变化时依然保持良好的显示效果。


该系列MCU集成了多个高精度Timer,可使用LXTAL作为其计时时钟源,满足了血糖测量算法对计时稳定性的要求,极大提高了血糖仪产品的测量精度。


CIU32L0系列超低功耗安全MCU Stop模式+RTC走时的功耗低至1.25μA,极大地延长了血糖仪产品的待机时长。同时,该系列MCU优秀的运行功耗特性,满足了单个供电周期内的测量次数的要求。


方案特点

  • 由两节干电池供电,LCD使用MCU内部电荷泵供电,确保显示效果不随电池电压变化。

  • MCU内置参考电压源VREFBUF可对外输出,为血糖测量提供稳定的偏置电压,节约BOM成本。

  • 高精度12位ADC,确保血糖信号采集的准确性。

  • 内部高精度Timer可选用LXTAL作为计时时钟源,为血糖测量算法提供稳定的定时周期。

  • 方案具有HCT和温度补偿,提高血糖浓度测量精度。

  • 具有RTC计时功能,快捷记录患者全天血糖走势。


CIU32L0系列超低功耗安全MCU


产品介绍

CIU32L0超低功耗系列安全MCU基于ARM 32位内核,最高频率可达48MHz,具有超低功耗、高集成度、高可靠性、高安全的特点。内部集成LCD、ADC、VREFBUF、低功耗COMP、多种定时器、多个USART/I²C/SPI等丰富的外设资源,同时提供了SM4、AES、TRNG、PUF等信息安全外设,通过商密二级及EAL4+认证。


产品特点

  • VBAT备份电源自动切换,VBAT模式+RTC+备份寄存器的功耗低至1μA,降低备份电源的电池容量需求,节约电池成本。

  • 多达72个fast IO,防倒灌且兼容5V通信,其中高驱IO可达20mA。

  • 最大支持8COM x 40SEG LCD控制器。

    –片内电阻分压,高低驱可动态切换,低功耗下提升显示效果,免外部电容。

    –内置电荷泵,VLCD电压可高于VDD且不随VDD变化,即使VDD抖动依旧保持良好显示效果。

  • 内部高精度高速时钟,全温度变化小于±2%,免外部晶体。

  • 12位1.14 Msps高精度ADC,可测量高输出阻抗信号。

  • 内部参考电压源VREFBUF,为ADC提供参考电压,支持2.048V、2.5V,可通过IO输出。

  • RTC校准精度±0.477ppm,支持闹钟、时间戳、微秒级单位的唤醒定时器,支持温度补偿。


除了血糖仪之外,CIU32L0系列超低功耗安全MCU还可广泛应用于智能燃气表、智能水表、智能门锁等电池供电的产品中,为客户产品的设计和开发带来更加高效、便捷的体验。


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