摘要

随着经济的发展，人们的生活水品也在不断提高，健康也就成为了人们关注的焦点。微波治疗又是一种“绿色”治疗肿瘤的方法，正在被越来越多的所关注，它也给使用单位带来相当大、直接和显著的经济效益和社会效益。

本文先介绍了微波治疗的背景、意义和理论基础，然后选择设计方案，设计方案确定好了开始进行系统的硬件设计，包括：单片机最小系统、电源电路设计、按键模块设计、显示模块设计、报警模块。硬件确定了开始进行软件设计，主要是对按键、显示和控制模块的设计。软硬件都有了就可对系统系统进行调试，找出问题进行改正，不断完善系统。

本次设计能基本实现微波治疗的功能，并且操作简单。

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1 绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.1.1问题的提出

肿瘤是不是真的那么可怕？问题的重点在于是否能够及时的发现自己及病情并及时去医院接受治疗。如果患者发现身体有异样直接去医院啊接受检查，即使查出来是晚期的肿瘤，只要他不放弃，在医院很好的配合医生的治疗，虽然不能完全治愈，但是还是可以延长自己的寿命的。根就现在的国际一流医学水平延长寿命5年的几率还是很大的。但在我国，由于种种原因，只有约10％的癌症患者达到了5年的生存率，所以在国内研究癌症治疗技术就显得尤为重要。

治疗肿瘤的方法有很多，往往使用各种肿瘤的临床综合治疗方法。近年来热疗方法快速发展，热疗即对癌症患者实施加热的方法。热疗有着自己特殊的效果，它可以很好的对病源处进行有针对性的治疗，治疗的时候对温度控制的要求非常高，这样也就会把温度很好的控制在既不伤害周围组织又能很好的治疗病源处组织的范围内，而且热疗已经经受住了时间的考验，在几十年的医学发展史中我们能够清晰地看到科研人员从未停止过对微波治疗的研究，并在不断地对其进行完善，使它与其他的方法相结合，试着寻找出更有效的治疗肿瘤的方法。到目前为止，它已经给我们带来了很大的惊喜，它在治疗肿瘤方面有着显著的效果，其他方面也有着很大的潜力。

热疗是利用的生物组织中非电离辐射物理因子中的热效应^[1]，升温杀死肿瘤细胞的治疗方法。它有着自己独特的优势，例如：与开刀去除肿瘤相比它不用开刀，这样就减少了病人的痛苦；开刀就风险，一系列的副作用都有可能发生在你身上，这样也会令你忧心忡忡，而微波治疗没有副作用，这就很好的解决了这一问题。大家都知道术后病人的心情对病人身体的恢复有着很大的影响，微波治疗没有什么副作用，这就很好的解决了病人担心术后副作用的心里阴影，以一个积极的心态去接受疾病，面对疾病，从而就能更有效的战胜疾病。由此可以看出，微波治疗是一种很有效的治疗肿瘤的方法，不仅仅是身体上的，也是心理上的治疗。

我们这次设计微波治疗仪采用的是单片机进行核心控制，单片机在现在的生活生产中发挥着重要的作用。从上个世纪70年代以来，单片机一经面世，就因其具有非常高的研发前景及较低廉的开发成本，引起了大家的广泛关注和研究兴趣。单片机的优点众多，其中代表性的几点是体积较小、重量较轻、抗干扰能力较强、且环境要求低、价格相对便宜、可靠性较高、灵活性较好、开发也相对简单等。正因为其众多优点集于一身，在我国对于单片机的应用场景已非常广泛，如机电一体化设备、自动化控制、智能仪器仪表、电力电子和家用电器等领域，而51系列单片机是各类单片机中极具代表性的一种。本次设计以对它的学习和研究为基础，所选的核心控制单元是Atmel公司的89系列芯片，加上必要的外围硬件设备，设计了一个简单的以单片机为基础的脉冲理疗仪。

作为一种应用广泛的医疗设备，目前微波治疗仪在社会上，医院中乃至大家每个人的日常生活中都担任着极其重要的角色。本次设计过程使用Atmel公司的89系列51单片机设计的电疗仪。它通过单片机控制外电路开关的闭合信号来控制磁控管的工作与否。本次设计的系统具有优点较多，如硬件设计选型较简单、工作过程相对稳定、成本相对低廉等。

这次设计是以单片机的学习和认知为基础，通过设计过程对理论知识加以应用，从而达到巩固和更深一步理解所学理论知识的目的。由于这次设计是电路设计过程，因此就必须按照电路设计的原则来一步步进行设计。对于一个电路设计过程来说，首先应该根据设计要求想出可能使用的系统设计方案，将几种方案与要求比较选出最适合的一种，要综合考虑设计成本与所学知识的局限性，选定系统后对系统各个功能模块进行评估分析，再进一步的对各个模块进行具体的设计。首先进行硬件电路设计,此时要根据设计需求考虑好要用何种元件（比较选优）是否使所求功能得以实现，定好元器件后列出其具体的设计参数，从而得出完整的硬件电路。硬件电路设计完成后，软件设计依照对应的硬件模块设计对应功能模块，先完成程序流程图的设计，心中做到对整个运行过程的了解。根据完成的流程图对各个模块编程设计，编程过程要不断反复地调试程序、运行程序、更正错误，直至程序无误且既定功能得以实现。最终将软件与硬件结合进行调试、运行并修改，最终测试其功能实现，并且要反复考虑测试中遇到的问题，找到错误原因，并将这些问题一一处理掉。这个过程应该有较高的反复性并绝不放过任何一个微小的问题，绝对无误够才算完成本次设计的功能要求，达到本次设计的最终目的。

1.1.2课题意义

随着科学的发展，人们生活水平得到了不断的提升及改善，衣食不愁之后人们最关心的就是健康了，肿瘤又是人们心中的阴影，所以微波治疗的研究就成为了人们关注的焦点。因为微波治疗和传统的治疗方法不同，它是一种新生的治疗方法，对病人的创伤非常小，几乎可以忽略不计，而且也没有副作用，可以有效的治疗疾病，同时也减小了治疗带给病人的创伤，不管是对病人还是对医生来说都是好的，病人放心，医生省心。

热疗的过程中对温度的控制要求非常的严格，因为温度超过一定的范围之后就会对正常细胞造成伤害，所以对治疗设备的输出功率、稳定性、可靠性和治疗设备的整体性能有着相当高的要求，这就需要设计出一套非常好的微波装置线路系统。

1.1.3本文研究目的

学习了解微波治疗仪的相关组成，并自己设计出适合家用的智能微波治疗仪，包括电源电路、控制模块、显示部分、报警部分、输出部分，并对系统进行仿真模拟。使系统能满足功能的设定、时间的设置、智能控制开关、相关参数（功能、设定时间、剩余时间、工作状态）的显示和报警等功能。找出自己所研究的产品与市面上的产品的区别，住处不足点，对其进行进一步的研究。

1.2.发展史

众所周知，热疗技术起步很早，历史悠久，据推测可以追溯到公元前5000年，埃及有一个叫Edwin Smith医生，他有一篇描述性的文章，文章的内容是乳腺肿块治疗。肿瘤通过增加温度进行治疗的说法在19世纪后期德国医生的一篇报告中得到了验证，德国医生在实验中证实，病人在经历过几次的病毒感染后，自身抗体与病毒发生反应，病人出现了发烧的现象，几次发烧过后，患者的肿块竟然消失了。19世纪上半纪微波热疗主要集中在德国，加热技术比较简单，使用射频线圈进行宫颈癌的治疗，随着散热器的普及和电力的应用，19世纪后期Westermark（1898） 在全世界范围内率先使用微波（375MHz）热疗；1945年也就是第二次世界大战结束后，没有了战争，人没很快就开始了对微波治疗的研究，科学家们不用躲避战火，全身心地投入到研究中，微波治疗技术也得到了快速的发展，一系列与之相关的文章也不断地发表出来，这样就更加激起了人们对微波治疗的关注，从而对它进行更深入的研究。

随着人们对微波认识的不断加深，越来越多人看到了微波的潜在价值，也就有越来越多人加入到了微波的研究之中，从个人到企业再到国家，都相继加入到了微波的研究之中。这么多的研究团队对微波治疗进行了各家深入、透彻和科学的研究，进行了大量的实验，为微波治疗的临床实验做好了充分的基础准备和理论知识。全国各地的科学家也会举办一些肿瘤微波治疗的研究交流会议，也有类似的国际性会议在各个国家轮流定期举行。这些会议并不是只对微波治疗进行学术交流，它设计的方面非常广，与它相关的一些方面都会被拿出来进行交流讨论。我国的微波热疗研究开始的比较晚，但是也没有错过第一批大热潮，国家投入了大量的人力、财力，使微波热疗得到了快速的发展。到20世纪末，我国共举行了六届全国肿瘤热疗会议。微波热疗是癌症治疗的有效手段，正逐渐被医学界接受^[3～6]。

在现阶段，研究者们对人体热疗生物学的探讨已经在细胞层次上对动物展开了试验，其实验结果为热疗的临床治疗提供了可生物学基础。有采用现代高科技加热的方法和技术，温度测量方法和技术的许多优良的物理和工程科学家们对肿瘤热疗进行了大量的研究，取得了非常客观的结果，大量的科学研究成果为热疗的临床试验提供了设施上的可行性基础，在动物上的试验正在为临床试验积累经验和实际的理论基础。研究人员发现，热疗对肿瘤的治疗效果非常好，也将微波治疗和其他的治疗方法惊醒了结合治疗性的试验，结果收到了意想不到的效果。

微波自从被发现之后，就得到了快速的发展与应用。它不仅仅使用在微波治疗上，在工业上产、军事、医疗、经济等众多领域都发挥着重要的作用，而且有着自己独特的性质，例如：用微波对药品进行干燥比传统的干燥效果更好，受热更均匀；微波技术用在医疗诊断上可以弥补其他成像不能更好的区分出软组织密度的缺陷；微波也可以用在地质勘测、军事侦察等方面。