基于XMEGA的便携式电解质分析仪的设计

2010-09-09 20:34:46来源: 电子设计工程

 

      电解质分析仪可测定生物标本如血清、血浆、全血及稀释尿液中的值钾(K)、钠(Na)、氯(C1)、钙(Ca)、PH值等,并通过计算提供标准化离子钙(nCa)、总钙(TCa),在临床上具有较重要的意义。自80年代汽巴康宁,奥林巴斯等国外产品进入中国后,国产电解质分析仪迅速跟进,并研制出一批性能较高的产品。近几年随着一些突发事件的发生(如:汶川大地震),对便携式医疗仪器的需求大大增加,便携式电解质分析仪就是其中之一。

  这里提出一款采用ATMEL公司推出的高性能XMEGAl28单片机为核心器件设计的由电池供电的便携式电解质分析仪,可以满足野外使用需求。

1 XMEGA简介

  XMEGA是8位AVR微处理器的强劲性能升级版本。XMEGA采用第二代picoPower技术,是唯一真正使用1.6 V工作电压的闪存微控制器。该器件功耗超低,并具有快速12位模拟功能、1个DMA控制器、1个创新的事件系统,以及1个AES加密引擎,全部都无需占用CPU资源,能够最大限度减少功耗和提高系统性能。XMEGAl28微控制器的闪存容量为128 Kb,采用100引脚的贴片封装,工作电压为1.6~3.6 V,32 MHz频率下处理性能可达到32 MI/s。

  由于XMEGAl28的内部丰富的资源和强劲的性能。使其非常适合应用于嵌入式系统。该便携式电解质分析仪采用XMEGAl28作为核心微处理器,使得整个系统外围器件大大减少,在降低成本的同时又提高了系统安全性、可靠性。XMEGAl28较大的程序存储空间能够满足电解质分析仪的大量软件代码的存放。

2 系统硬件设计

  该系统是以ATxmegal28Al微处理器为核心,外围连接有显示、按键、打印机、传感器放大盒、电源、通讯等模块,其硬件设计结构框图如图1所示。


  显示部分采用320x240通用的LCD,直接由ATxmega128Al总线驱动,为用户提供更多直观信息,也使操作更方便。嵌入式微型打印机采用迅普公司的微型热敏打印机,便于野外现场输出文档型资料,也直接由ATxmegal28A1的总线驱动。

  2.1 传感器调理放大电路

  该分析仪的样品液经高分子膜传感器测量后得到的电信号的幅度很小,在-250~250 mV之间,无法直接进行A/D转换。因此,需要对这些模拟信号进行调理放大处理。在电路的设计上,为了与离子选择电极的高内阻相匹配,采用CA3140集成运算放大器作为一级放大,二级放大采用高精度低漂移的HAl7741运算放大器

  如图2所示,采用3个运算放大器组成的测量放大电路,前段有2个高输入阻抗的CA3140构成差动输入。后端的HAl7741实际上是一差动跟随器,其增益近似为1。为了保证放大器的精度,负反馈电阻选择高精度低温漂的精密电阻,且电路闭环增益不太大。同时为防止电路板表面的漏电流,对电路板进行了局部镂空。为了能在野外恶劣环境下工作,对电路板还进行了防潮处理和电子屏蔽。


  

[1] [2] [3]

关键字:传感器  Atmel  微处理器  XMEGA128  便携式电解质分析仪

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2010/0909/article_1477.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
传感器
Atmel
微处理器
XMEGA128
便携式电解质分析仪

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 医学成像 家庭消费 监护/遥测 植入式器材 临床设备 通用技术/产品 其他技术 综合资讯

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved