P80C552微控制器在微波治疗仪上的应用

　　微波技术应用到医疗卫生方面已经很多年,由于微波治疗仪治疗效果显著、对组织损伤特别微小(并且无炭化),因此得到医务界的肯定。微波治疗仪利用微波在人体产生的热对患者的病变部位进行辐射,从而达到治疗目的,鉴于其治疗效果显著,是当今发展无损伤治疗的理想医疗设备[1]。目前各医院使用的微波治疗仪进口的占多数,普遍存在体积大、价格昂贵、操作复杂等缺点,而国内生产的微波治疗仪技术还需更新、输出功率稳定性欠佳,致使治疗效果不明显,缺乏一些必要的保护措施使得安全性不是很好,智能化程度不理想,使用操作起来显得不方便[2]。本文所设计的微波治疗仪采用Philips公司的微控制器P80C552作为控制核心[3],该微控制器片内带有8通道的10位A/D转换,不用外接ADC芯片及其附加电路单元,简化了硬件,缩小了体积,从而降低了成本,而且从技术上改善了微波治疗仪的智能效果,使得输出功率相当稳定,并增加了各种安全的保护措施,操作简单方便,明显的提高了性价比。

　　1　系统组成及原理框图

　　微波热源用于临床与疗效已得到了肯定。微波治疗仪的工作原理就是微波致热效应治疗原理,把生物体置于微波辐射场中完成的[4]。此微波治疗仪主要由开关高压源、磁控管、线性电源、波导、辐射天线、传感器和微控制器等组成。脉宽调制式开关高压电源产生磁控管所需的高压,通过对高压直流电流的反馈控制,来稳定磁控管的输出功率。线性电源则提供稳定的直流电压3.3 V给灯丝电压,磁控管采用医疗专用磁控管,波导(微波电缆)用来传输微波,辐射天线插入病人患部组织里面进行治疗,传感器主要是将患部的微波功率和温度转变成电压信号后经过仪器放大器之后接到微控制器的P5端口(即八路模拟ADC输入通道),然后通过以微控制器为核心的控制电路,完成对仪器工作状态的设置、显示、监控及故障保护等功能。

　　微控制器的控制内容[5-6]主要包括:对治疗时间定时的预置,对治疗功率的设定,定时值和功率值的存储显示,病人患部治疗微波功率、温度的采集处理以及显示,故障报警、保护并指示,过压超温自动报警、断电控制装置和应急开关,开机之后的预热处理,控制磁控管的微波发射及发射功率等等。该仪器工作的原理框图如图1所示。

　　微波治疗仪的智能化自动控制系统主要由两部分组成:以微控制器P80C552为核心外围接口为辅助的硬件和为其服务的软件。

　　2　控制系统硬件及原理框图

　　微控制器是系统的核心部分,电源为控制系统提供电源,键盘和LCD显示电路完成人机对话功能,磁控管的控制电路根据程序指令的要求达到对病人不同疾病的治疗效果,并且通过微波的温度、功率传感器随时检测病人患部的治疗状况,蜂鸣器驱动电路结合发光二极管共同对预热结束、治疗结束和故障进行报警工作[7]。