1、1摘 要盆 腔 炎 治 疗 仪 ， 利 用 物 理 的 电 、 热 、 磁 等 生 理 作 用 ， 促 进 人 体 神 经 肌 肉 组 织 兴 奋和 局 部 血 液 循 环 ， 并 有 镇 痛 作 用 。 盆 腔 治 疗 仪 对 盆 腔 炎 的 治 疗 ， 具 有 无 副 作 用 和 后 遗 症等 优 点 ， 在 妇 科 中 得 到 广 泛 的 应 用 。 因 为 在 治 疗 过 程 中 需 要 调 整 治 疗 参 数 ， 为 方 便 患 者自 己 根 据 治 疗 需 要 适 时 调 整 ， 设 计 具 有 无 线 遥 控 功 能 键 盘 能 为 患 者 使 用 带 来 极 大 的 方便 。
2、本 文 正 是 为 解 决 此 问 题 ， 提 出 了 盆 腔 炎 治 疗 仪 遥 控 系 统 的 解 决 方 案 。 无 线 遥 控 包括 发 射 和 接 收 两 部 分 。 发 射 部 分 包 括 发 射 电 路 、 编 码 芯 片 、 键 盘 电 路 和 电 源 电 路 。 接 受部 分 ， 包 括 射 频 接 受 电 路 、 解 码 芯 片 PT2272、 起 控 制 作 用 的 单 片 机 AT89S52 和 起 交 互作 用 的 显 示 屏 SMC1602A。 发 射 电 路 ， 采 用 特 低 功 耗 超 再 生 原 理 ， 工 作 频 率315MHz， 433MHz， 工 作
3、电 压 DC+3V， 调 制 带 宽 10K。 编 码 芯 片 采 用 PT2262， 具 有 4 路或 6 路 数 据 输 入 ， 串 行 编 码 输 出 ， 最 多 可 以 发 送 63 个 控 制 指 令 。关键字：盆腔治疗仪；无线遥控；PT2262；PT2272；单片机 AT89S52；SMC1602A2AbstractThe instrument for pelvic inflammation treatment, uses physiological actions of the physical electricity, heat, magnetism for therapy,
4、has the promotion of excited nerve muscular tissue, the partial blood circulation and eases the pain，with merit of no side effect and sequela. So it obtains the widespread application in the gynecology department。 Because in the course of treatment the patient needs to adjust the treatment parameter
5、, the designing with the wireless remote control function keyboard bringing enormous convenient to the patient. This article is precisely for solves this problem, proposed the pelvic cavity treatment meter remote control module solution. The wireless remote controller including launched part and rec
6、eived part. The launched parts including transmission circuit, code chip, keyboard circuit and power circuit. The received module, include the received circuit, decoding chip PT2272, controller AT89S52 and the correlation display monitor SMC1602A. The transmission circuit, uses the especially low po
7、wer loss ultra regeneration principle, operating frequency 315MHz,433MHz, working voltage DC+3V, modulation band-width 10K.The code chip uses PT2262, has 4 group or 6 group data feeds and the serial code output, most may transmit 63 control commands.Keywords instrument for pelvic inflammation treatm
8、ent；wireless remote controller；PT2262；PT2272 ；AT89S52；SMC1602A3目 录第 1 章 绪 论 .61.1 课题背景 .61.2 遥控器原理 .61.3 设计任务 .61.4 设计的意义 .6第 2 章 无 线 遥 控 原 理 .72.1 发射电路原理 .72.2 接收电路原理 .72.3 天线原理 .72.3.1 什么是天线 .72.3.2 天线的种类 .8第 3 章 遥 控 方 案 设 计 .93.1 系统设计 .93.2 解决方案(一) .103.3 解决方案(二) .113.4 方案讨论 .12第 4 章 系 统 实 现 .134
9、.1 工具介绍 .134.1.1 Protus 原理图与仿真 .134.1.2 Protel 原理图与电路板制作 .134.2 器件介绍 .144.2.1 发射集成电路 .144.2.2 接受集成电路 .154.2.3 编码和解码芯片 .164.2.4 单片机 AT89S52 .164.2.5 LCD1602A 显示原理 .174.3 键盘编码 .184.4 系统构架 .194.5 程序实现 .19第 5 章 系 统 测 试 .205.1 无线发射接收测试 .205.2 程序测试 .215.3 系统总体测试 .22致 谢 .22参 考 文 献 .22附 录 .22遥控器电路 .22接收部分电路
10、图 .23源程序 .244第 1 章 绪论1.1 课题背景盆 腔 治 疗 仪 采 用 物 理 的 电 、 热 、 磁 等 生 理 作 用 ， 具 有 促 进 神 经 肌 肉 组 织 兴 奋 ， 局部 血 液 循 环 和 镇 痛 三 种 重 要 作 用 。 电疗是由盆腔治疗仪产生复杂的中低频电流，经过探头流向贴在腹部两边的电极。电疗具有积极的生理作用。热疗是由在探头内部的加热线圈对探头进行加热，并有探头内部的温度传感器，反馈温度，并经过单片机控制加热的温度，以实现盆腔炎的热疗疗法。本 课 题 是 基 于 对 已 研 发 的 盆 腔 炎 治 疗 仪 进 行 改 进 设 计 的 情 况 下 提 出
11、的 。 盆 腔 治 疗 仪的 改 进 包 括 温 度 控 制 改 进 、 抗 干 扰 改 进 、 探 头 改 进 和 增 加 无 线 遥 控 功 能 。 本 文 正 是 为 解决 盆 腔 治 疗 仪 无 线 遥 控 功 能 ， 而 提 出 了 自 己 的 设 计 方 案 。对 盆 腔 治 疗 仪 进 行 改 进 ， 是 针 对 多 年 来 盆 腔 炎 治 疗 仪 在 临 床 应 用 中 存 在 的 问 题 而 提出 的 。 在 温 度 控 制 部 分 ， 要 力 求 达 到 高 精 度 和 稳 定 性 ， 一 方 面 避 免 温 度 跳 变 对 病 人 造成 不 适 ， 另 一 方 面 也 是
12、 为 更 好 控 制 治 疗 的 效 果 。 在 抗 干 扰 方 面 ， 盆 腔 治 疗 仪 的 电 疗 输 出电 流 是 中 低 频 电 流 ， 在 治 疗 时 人 体 感 觉 不 到 这 种 电 流 的 通 过 。 如 果 有 跳 变 高 频 的 电 流 ，则 容 易 使 运 放 电 路 产 生 高 频 冲 击 ， 不 但 人 体 能 感 觉 到 ， 就 连 按 摩 电 机 也 造 成 探 头 的 有 明显 的 抖 动 。 探 头 的 设 计 应 该 更 加 人 性 化 ， 按 照 人 体 的 生 理 结 构 设 计 ， 让 病 人 用 得 更 舒 服 。无 线 遥 控 功 能 的 增 加
13、 ， 更 是 为 方 便 盆 腔 治 疗 仪 使 用 和 提 高 盆 腔 治 疗 仪 的 智 能 化 。1.2 遥控器原理遥控器的遥控功能实现，一般是以电磁波或红外线为数据传输介质，实现指令的传送功能。遥控器发送的数据要经过加密编码，调制，载波输出信号。接受模块，则进行相反的操作，提取出遥控器发射过来的命令，再由 MCU 执行相应的命令。1.3 设计任务对盆腔治疗仪增加无线遥控功能，要从仪器原有方案出发，考虑系统的兼容性，不能对仪器造成附加的干扰和影响。也要从经济角度考虑，在达到功能要求下，尽量节省成本，为整体仪器提高经济竞争力。同时从节能角度出发，实现遥控器长时间的工作。1.4 设计的意义由
14、 于 盆 腔 治 疗 仪 对 盆 腔 炎 的 治 疗 ， 具 有 无 副 作 用 和 后 遗 症 等 优 点 ， 在 妇 科 中 得 到 广泛 的 应 用 。 在 治 疗 前 ， 盆 腔 治 疗 仪 的 探 头 需 要 插 入 盆 腔 内 ， 给 女 病 人 生 理 和 心 理 上 都 造成 一 定 的 障 碍 ， 同 时 也 给 医 生 （ 特 别 是 男 医 生 ） 带 来 了 许 多 的 不 便 。 具 有 无 线 遥 控 功 能的 盆 腔 治 疗 仪 在 一 定 程 度 上 解 决 了 这 些 问 题 ， 医 生 可 以 在 屏 蔽 墙 后 ， 控 制 整 个 治 疗 过 程 。本 文
15、 正 是 为 解 决 此 问 题 ， 提 出 了 盆 腔 治 疗 仪 遥 控 模 块 的 解 决 方 案 。5第 2 章 无线遥控原理无线遥控，有基于电磁波和红外线两种。红外遥控距离短，只能直线方向遥控。电磁波的遥控具有衍射作用，能跨越一定的屏障，遥控时也不需要直线。电磁波无线遥控，就是在发射端发射一定频率的电磁波，接收端只提取出相同频率的电磁波信号，并经过解码得到发射端的数据。2.1 发射电路原理遥控器发射电路，有振荡电路、高频放大器，调制方式一般采用 ASK 和 FSK。振荡电路可以采用电容、电感的振荡特性来设计，也可加入晶振来简单获得载波信号。一般载波信号的频率在 315MHZ-433M
16、HZ，也可实现更高的频率。通过高频放大器，高频信号获得更高的发射能量，提高发射距离。A S K 调制载波发生器高频放大串行数据天线图 2-12.2 接收电路原理接收电路里面主要有：天线，滤波电路，解调电路等几部分组成。A S K 解调 滤波数据输出天线图 2-22.3 天线原理2.3.1 什么是天线6天线是一种导行波与自由空间波之间的转换器件或换能器。其基本功能是发射和接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电滋波转换为高频电流。衡量天线性能的一个指标是：天线增益计算公式：天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估计其增益：G（dBi）=10Lg32000/（23dB
17、,E23dB,H）式中， 2 3dB,E 与 23dB,H 分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度32000 是统计出来的经验数据对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益： G（dBi）=10Lg4.5（D/0）2式中， D 为抛物面直径0 为中心工作波长4.5 是统计出来的经验数据对于直立全向天线，有近似计算式G（dBi）=10Lg2L/0式中， L 为天线长度2.3.2 天线的种类螺旋天线如：图 2-4图 2-4盘卷天线如：图 2-5图 2-5短的 PCB 短截线如：图 2-67图 2-6环路天线如：图 2-7图 2-7鞭型天线如：图 2-8图 2-8第 3 章 遥控方案设计3.1 系统设计遥控
18、器部分框图如：图 3-18编码芯片键盘模块 发射电路天线图 3-1遥控接受部分框图如：图 3-2解码芯片单片机控制 接受电路L C D 显示天线蜂鸣器L E D 输出图 3-23.2 解决方案(一)采用玩具遥控芯片 TX-2/RX-2 编码解码芯片。TX-2/RX-2 是一对采用 CMOS 工艺制造的遥控专用集成电路.它具有功耗低,电源电压适用范围宽,工作稳定可靠,外围元件少等特点.TX-2 是编码发射电路,RX-2 是与 TX-2 配套使用的译码接收电路.图 3-3 图 3-4TX-2/RX-2 的典型的应用电路如：图 3-5/图 3-69图 3-5图 3-6发射模块：采用带放大三极管 S8
19、050 的发射电路模块，一个串行数据输入，另外两个引脚供电，发射距离远。在不带电线的情况下也能有 5-6m 的距离，安装上电线发射距离达 100m 左右。天线设计采用鞭型天线。接受模块：采用自带天线的接受模块，一般为印刷天线，这样可以减少电路的体积，同时减轻天线的调试工作。3.3 解决方案(二)采用 PT2262 和 PT2272 的编码解码芯片。PT2262 和 PT2272 最多支持 6 位数据编码，一般支持 4 位数据编码。PT2262 和 PT2272 有三态地址编码功能，只有地址匹配时才能传输数据。PT2262 和 PT2272 的典型应用电路如：图 3-7 图 3-810图 3-7图 3-8发射和接受模块采用的设计。发射模块天线，采用螺旋天线，以减少遥控器占用的空间。3.4 方案讨论基于以上的提出的两个方案，结合现实考虑。在医疗应用中，同一个病房中可能有多台盆腔炎治疗仪，由于电磁波传播方向是全方位的，一个遥控器的遥控可能会对多台仪器产生影响。假如没有地址配对，那么在多台仪器工作时，遥控将会变得混乱，所以使遥控器与仪器的一一配对显得非常重要。基于以上考虑，采用第二种方案能达到现实的要求。发射接受模块，应该要满足体积小，通信距离远，抗干扰性强等要求，所以应该采用有发射放大三极管的发射电路，外加天线设计；接受模块采用印刷天线的设计方法。
