第1章：MCU选型与资源规划
做血糖仪，第一步就是选MCU。这事儿我干过不少次，每次都得掂量掂量。选对了，后面开发顺风顺水；选错了，那真是给自己挖坑。今天咱们就聊聊主流MCU怎么选，资源怎么规划。
1.1 主流MCU对比：STM32、NXP、TI
市面上MCU多得是，但做医疗设备，我一般只看这三家：ST、NXP、TI。为什么？稳定、供货靠谱、生态成熟。你想想看，血糖仪是要过医疗认证的，芯片说换就换？不现实。
| 对比项 | STM32（ST） | NXP（LPC/Kinetis） | TI（MSP430/CC系列） |
|---|---|---|---|
| 内核 | Cortex-M0/M3/M4/M7 | Cortex-M0/M4/M7 | 自有16位/Cortex-M4 |
| 主频 | 48MHz~216MHz | 48MHz~150MHz | 16MHz~48MHz |
| 功耗 | 中等 | 中等 | 超低（MSP430） |
| ADC精度 | 12位（部分16位） | 12位/16位 | 12位/16位 |
| 开发工具 | STM32CubeMX + HAL | MCUXpresso + SDK | CCS + DriverLib |
| 成本（批量） | 中等 | 中等偏高 | 中等 |
| 医疗认证支持 | 好 | 好 | 非常好 |
我个人习惯，做血糖仪首选STM32。为什么？生态太成熟了。CubeMX一键生成代码，HAL库文档齐全，遇到问题网上随便一搜就有答案。但如果你做的是超低功耗的连续血糖监测（CGM），那TI的MSP430系列更合适。我记得有一次做一款需要纽扣电池撑半年的设备，最后选了MSP430，休眠电流才0.1μA，真香。
1.2 Flash/RAM需求估算
资源估算这事儿，很多新手容易拍脑袋。我见过有人直接选了个512KB Flash的芯片，结果代码才用了80KB，白白浪费成本。也见过有人选了64KB Flash，结果功能加不进去，只能换芯片重新画板子。
血糖仪的代码量，我一般这么估算：
- Bootloader： 8~16KB（含升级协议）
- RTOS内核： 8~12KB（FreeRTOS或uCOS）
- 驱动层： 12~20KB（ADC、SPI、I2C、UART、Timer等）
- 应用层： 20~40KB（测量算法、UI逻辑、数据管理）
- 协议栈： 8~16KB（BLE或私有协议）
- 预留空间： 20%~30%
算下来，一个功能完整的血糖仪，Flash至少需要128KB。我建议选256KB，留足余量。RAM的话，8KB起步，16KB比较稳妥。如果你要用图形界面，那RAM至少32KB。
经验公式： Flash = 估算代码量 × 1.3（预留30%），RAM = 最大堆栈深度 + 全局变量 + 缓冲区 × 2
举个例子。我之前做的一款血糖仪，用了STM32F103C8T6，64KB Flash、20KB RAM。刚开始觉得够用，结果加了BLE协议栈和OTA升级后，Flash只剩2KB了。后来换成了STM32F103RCT6，256KB Flash、48KB RAM，才彻底解决问题。嗯，这里要注意，千万别卡着上限选芯片。
1.3 外设资源分配
血糖仪的外设，说白了就这几样：ADC测血糖、SPI/I2C接传感器和存储、UART通信、Timer做定时和PWM。分配起来有讲究。
ADC：血糖测量的核心
血糖仪的核心就是电化学测量，ADC是重中之重。我建议用12位以上的ADC，采样率不用太高，100Hz就够。但精度一定要高，尤其是低血糖范围（2~4mmol/L），误差不能超过±0.3mmol/L。
我遇到过一个问题：ADC参考电压不稳定，导致测量值漂移。后来加了外部基准电压芯片，问题才解决。所以，如果你用MCU内部ADC，一定要确认参考电压的稳定性。
SPI：高速通信首选
SPI一般接什么？显示屏、Flash芯片、或者高精度ADC。血糖仪的显示屏如果是TFT彩屏，那SPI时钟至少10MHz。我习惯把SPI1留给显示屏，SPI2留给外部Flash或传感器。
// SPI配置示例（STM32 HAL库）
hspi1.Instance = SPI1;
hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_4; // 18MHz
hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
HAL_SPI_Init(&hspi1);I2C：省引脚的好选择
I2C适合接那些不需要高速通信的器件，比如温度传感器、EEPROM、RTC。两根线能挂一堆设备，省引脚。但要注意，I2C总线上设备多了，容性负载会变大，通信容易出错。
我记得有一次，I2C总线上挂了4个设备，结果通信时好时坏。查了半天，发现是总线电容太大，上拉电阻没选对。后来把4.7kΩ换成2.2kΩ，问题解决。
UART：调试和通信的命脉
UART至少需要两路：一路给调试串口（打印日志），一路给蓝牙模块或上位机通信。我习惯把UART1设为调试口，波特率115200；UART2给蓝牙，波特率9600或115200。
这里有个坑：蓝牙模块的波特率一定要和MCU匹配。我遇到过蓝牙模块默认9600，但代码里配了115200，结果死活连不上。嗯，这种低级错误，犯一次就记住了。
Timer：时间基准和PWM
Timer的分配，我一般这么来：
- Timer1： RTOS系统滴答（1ms中断）
- Timer2： ADC采样定时（10ms触发一次）
- Timer3： 按键消抖和长按检测
- Timer4： PWM输出（背光调节或蜂鸣器）
如果你用RTOS，系统滴答必须用一个硬件Timer。别用SysTick，因为SysTick在低功耗模式下会停。我吃过这个亏，设备休眠后醒不过来，查了两天才发现是SysTick的问题。
1.4 总结一下
MCU选型这事儿，没有标准答案。但有几个原则：
- 别贪便宜： 医疗设备，稳定第一。省那几块钱，后面出问题赔不起。
- 留足余量： Flash和RAM至少预留30%，功能迭代时你就知道多重要了。
- 外设分配要合理： 别把所有高速外设挤在同一个总线上，容易出问题。
- 参考电压要稳： ADC的精度，一半靠芯片，一半靠参考电压。
好了，这一章就聊到这儿。下一章咱们讲讲血糖仪的系统架构设计，到时候我会拿一个实际项目的架构图来拆解。有什么问题，欢迎交流。