华大电子CIU32L0超低功耗安全MCU在血糖仪上的应用

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

• V_BAT备份电源自动切换，V_BAT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。