1、l 本科畢業(yè)論文物質(zhì)磁性及其應(yīng)用 專 業(yè) 名 稱 物 理 學(xué) 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 科 指導(dǎo)教師姓名、職稱 2012年 05月 30日摘 要對近幾年磁技術(shù)在水處理中的研究工作進(jìn)展進(jìn)行了綜述。內(nèi)容包括利用磁的力學(xué)效應(yīng),電化學(xué)效應(yīng),核磁效應(yīng)和生物效應(yīng)處理污廢水中污染物。由于該技術(shù)的獨(dú)特性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用前景。加強(qiáng)磁場與其他多能場的綜合利用,對保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源無疑具有重大意義。8051單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)由8051單片機(jī)、交通燈顯示、LED倒計(jì)時、車流量檢測及調(diào)整、違規(guī)檢測、緊急處理、時間模式手動設(shè)置等模塊組成。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有通行時間手動設(shè)置、可倒計(jì)時顯示、急車強(qiáng)行通過、車流量

2、檢測及調(diào)整、交通異常狀況判別及處理等相關(guān)功能。理論證明該系統(tǒng)能夠簡單、經(jīng)濟(jì)、有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。本設(shè)計(jì)主要做了如下幾方面的工作：一是物質(zhì)磁性的概括，包括，物質(zhì)磁性的起源、分類，二是物質(zhì)磁性的應(yīng)用及應(yīng)用舉例。關(guān)鍵詞：物質(zhì)磁性；磁性分類；應(yīng)用；應(yīng)用舉例AbstractThe application and recent advances of magnetism in water treatment were summarized in this paper, covering the use of mechanics effect, electrochemistry, bio

3、logical and nuclear magnetic resonance in water treatment. Due to unique properties and wide application, the magnetic field and other multi-functional fields were thought to be widely applied inenvironment protection and energy saving.The 8051 microcontroller control system consists of the traffic

4、lights display, 8051 monolithic integrated circuits, and LED the countdown, traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules. In addition to the basic traffic function outside, still have time to manually set, can pass the countdown, car that forced through traffic, in

5、spection and adjustment, transportation and processing abnormal discriminant functions. Theory shows that the system can simple, economic and effective relieves traffic, improve the crossroads capacity.This design mainly do the following aspects: one is the work of the traffic control system design,

6、 including the crossroads, specific design and system should be restricted with each function, two is that the sensor, the hardware circuit design of the circuit and the basic function and requirement. Key Words: traffic control; sensing detection; display and countdown; AT89S51目錄 TOC o 1-3 h z u HY

7、PERLINK l _Toc323667500 1 引言 PAGEREF _Toc323667500 h 1 HYPERLINK l _Toc323667501 物質(zhì)磁性及其應(yīng)用的選題背景 PAGEREF _Toc323667501 h 1 HYPERLINK l _Toc323667502 物質(zhì)磁性及其應(yīng)用選題的現(xiàn)實(shí)意義 PAGEREF _Toc323667502 h 1 HYPERLINK l _Toc323667503 物質(zhì)磁性及其應(yīng)用主要研究的內(nèi)容 PAGEREF _Toc323667503 h 2 HYPERLINK l _Toc323667504 2 物質(zhì)磁性簡介 PAGEREF

8、_Toc323667504 h 3 HYPERLINK l _Toc323667505 磁的產(chǎn)生 PAGEREF _Toc323667505 h 3 HYPERLINK l _Toc323667506 磁性的分類 PAGEREF _Toc323667506 h 4 HYPERLINK l _Toc323667507 磁性材料及其應(yīng)用 PAGEREF _Toc323667507 h 6 HYPERLINK l _Toc323667508 3 磁性材料及其應(yīng)用 PAGEREF _Toc323667508 h 8 HYPERLINK l _Toc323667509 傳統(tǒng)工業(yè)中的應(yīng)用 PAGEREF

9、_Toc323667509 h 8 HYPERLINK l _Toc323667510 磁性制劑 PAGEREF _Toc323667510 h 8 HYPERLINK l _Toc323667511 回旋加速器 PAGEREF _Toc323667511 h 9 HYPERLINK l _Toc323667512 生物界和醫(yī)學(xué)界的磁現(xiàn)象 PAGEREF _Toc323667512 h 9 HYPERLINK l _Toc323667513 生物界的磁現(xiàn)象 PAGEREF _Toc323667513 h 9 HYPERLINK l _Toc323667514 醫(yī)學(xué)界的磁現(xiàn)象 PAGEREF _

10、Toc323667514 h 12 HYPERLINK l _Toc323667515 3.3天文、地質(zhì)、采礦、考古等領(lǐng)域的應(yīng)用 PAGEREF _Toc323667515 h 13 HYPERLINK l _Toc323667516 3. PAGEREF _Toc323667516 h 13 HYPERLINK l _Toc323667517 4 物質(zhì)磁性在水處理中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc323667517 h 17 HYPERLINK l _Toc323667518 程序主體設(shè)計(jì)流程 PAGEREF _Toc323667518 h 17 HYPERLINK l _Toc323667

11、519 理論基礎(chǔ)知識 PAGEREF _Toc323667519 h 18 HYPERLINK l _Toc323667520 定時器原理 PAGEREF _Toc323667520 h 18 HYPERLINK l _Toc323667521 軟件延時原理 PAGEREF _Toc323667521 h 19 HYPERLINK l _Toc323667522 中斷原理 PAGEREF _Toc323667522 h 19 HYPERLINK l _Toc323667523 消抖動程序 PAGEREF _Toc323667523 h 20 HYPERLINK l _Toc323667524

12、附錄 總電路圖 PAGEREF _Toc323667524 h 21 HYPERLINK l _Toc323667525 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc323667525 h 221 引言物質(zhì)磁性及其應(yīng)用的選題背景隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快以及物質(zhì)資源的有限性，物質(zhì)磁性及其應(yīng)用就應(yīng)運(yùn)而生，在人類的生活、工作環(huán)境中，磁性扮演著極其重要的角色，人們的出行都無時不刻與磁打著交道。物質(zhì)磁性的研究和應(yīng)用已經(jīng)在人類社會生活的各個方面都得到深入而廣泛的發(fā)展。磁現(xiàn)象的研究和應(yīng)用依然是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)研究的重要領(lǐng)域。物質(zhì)磁性及其應(yīng)用選題的現(xiàn)實(shí)意義物質(zhì)磁性及其應(yīng)用的發(fā)展是以城市現(xiàn)代化高科技的發(fā)展為前導(dǎo)，與通信工業(yè)并

13、行發(fā)展的。在其各個發(fā)展階段，由于通信的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個歷史階段當(dāng)時的最新科技成果應(yīng)用到生活中來，從而促進(jìn)了物質(zhì)磁性的不斷發(fā)展。物質(zhì)磁性的發(fā)展，旨在解決人類通信因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于現(xiàn)有技術(shù)的不足和需求的快速增長，就要使更多的物質(zhì)高效的利用有限的磁性，避免因資源和利用不當(dāng)造成的不必要的麻煩。物質(zhì)磁性的應(yīng)用遍及人們生活的各個方面，小到我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫男@一卡通，手機(jī)卡，磁帶。達(dá)到隨著科學(xué)的發(fā)展，物質(zhì)的磁性在軍事方面，醫(yī)學(xué)方面都得到了應(yīng)運(yùn)。物質(zhì)磁性及其應(yīng)用主要研究的內(nèi)容基于物質(zhì)磁性及其應(yīng)用的發(fā)展情況，本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行如下方面的研究：從物質(zhì)的磁性入手，來進(jìn)一步

14、研究其應(yīng)用本設(shè)計(jì)主要做了如下幾方面的工作：一是對物質(zhì)磁性進(jìn)行概括，包括，物質(zhì)磁性的起源，物質(zhì)磁性的分類以及物質(zhì)磁性的應(yīng)用。二是應(yīng)用的分類，主要從磁性制劑，回旋加速器，生物磁現(xiàn)象，F(xiàn)117隱形戰(zhàn)斗機(jī)幾個反面來展開。三是進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)匯編語言編寫，對單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時器，中斷以及延時原理，總體上完成了軟件的編寫。2 物質(zhì)磁性磁的產(chǎn)生 鐵中有許多具有兩個異性磁極的原磁體，在無外磁場作用時，這些原磁體排列紊亂，它們的磁性相互抵消，對外不顯示磁性。當(dāng)把鐵靠近磁鐵時，這些原磁體在磁鐵的作用下，整齊地排列起來，使靠近磁鐵的一端具有與磁鐵極性相反的

15、極性而相互吸引。這說明鐵中由于原磁體的存在能夠被磁鐵所磁化。而銅、鋁等金屬是沒有原磁體結(jié)構(gòu)的，所以不能被磁鐵所吸引。 什么是磁性？簡單說來，磁性是物質(zhì)放在不均勻的磁場中會受到磁力的作用。在相同的不均勻磁場中，由單位質(zhì)量的物質(zhì)所受到的磁力方向和強(qiáng)度，來確定物質(zhì)磁性的強(qiáng)弱。因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)都具有磁性，所以任何物質(zhì)在不均勻磁場中都會受到磁力的作用。物質(zhì)的磁性不但是普遍存在的，而且是多種多樣的，并因此得到廣泛的研究和應(yīng)用。近自我們的身體和周邊的物質(zhì)，遠(yuǎn)至各種星體和星際中的物質(zhì)，微觀世界的原子、原子核和基本粒子，宏觀世界的各種材料，都具有這樣或那樣的磁性。 磁的分類世界上的物質(zhì)究竟有多少種磁性呢？一般說來，

16、物質(zhì)的磁性可以分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性。1 抗磁性 當(dāng)磁化強(qiáng)度為負(fù)時，固體表現(xiàn)為抗磁性。Bi、Cu、Ag、Au等金屬具有這種性質(zhì)。在外磁場中，這類磁化了的介質(zhì)內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于真空中的磁感應(yīng)強(qiáng)度?？勾判晕镔|(zhì)的原子的磁矩應(yīng)為零，即不存在永久磁矩。當(dāng)抗磁性物質(zhì)放入外磁場中，外磁場使電子軌道改變，感生一個與外磁場方向相反的磁矩，表現(xiàn)為抗磁性。所以抗磁性來源于原子中電子軌道狀態(tài)的變化?？勾判晕镔|(zhì)的抗磁性一般很微弱，為負(fù)值。 2 順磁性 順磁性物質(zhì)的主要特征是，不論外加磁場是否存在，原子內(nèi)部存在永久磁矩。但在無外加磁場時，由于順磁物質(zhì)的原子做無規(guī)則的熱振動，宏觀看來，沒有磁性；在

17、外加磁場作用下，每個原子磁矩比較規(guī)則地取向，物質(zhì)顯示極弱的磁性。磁化強(qiáng)度與外磁場方向一致，為正值，而且嚴(yán)格地與外磁場成正比。 順磁性物質(zhì)的磁性除了與外磁場有關(guān)外，還依賴于溫度。其磁化率與絕對溫度成反比。 順磁性物質(zhì)的磁化率一般也很小，一般含有奇數(shù)個電子的原子或分子，電子未填滿殼層的原子或離子，如過渡元素、稀土元素、鋼系元素，還有鋁鉑等金屬，都屬于順磁物質(zhì)。 3 鐵磁性 對諸如Fe、Co、Ni等物質(zhì)，在室溫下磁化率可達(dá)10-3數(shù)量級，稱這類物質(zhì)的磁性為鐵磁性。 鐵磁性物質(zhì)即使在較弱的磁場內(nèi)，也可得到極高的磁化強(qiáng)度，而且當(dāng)外磁場移去后，仍可保留極強(qiáng)的磁性。其磁化率為正值，但當(dāng)外場增大時，由于磁化強(qiáng)

18、度迅速達(dá)到飽和，其H變小。 鐵磁性物質(zhì)具有很強(qiáng)的磁性，主要起因于它們具有很強(qiáng)的內(nèi)部交換場。鐵磁物質(zhì)的交換能為正值，而且較大，使得相鄰原子的磁矩平行取向，在物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域磁疇。每個磁疇大約有1015個原子。這些原子的磁矩沿同一方向排列，假設(shè)晶體內(nèi)部存在很強(qiáng)的稱為“分子場”的內(nèi)場，“分子場”足以使每個磁疇自動磁化達(dá)飽和狀態(tài)。這種自生的磁化強(qiáng)度叫自發(fā)磁化強(qiáng)度。由于它的存在，鐵磁物質(zhì)能在弱磁場下強(qiáng)列地磁化。因此自發(fā)磁化是鐵磁物質(zhì)的基本特征，也是鐵磁物質(zhì)和順磁物質(zhì)的區(qū)別所在。 4 反鐵磁性 反鐵磁性是指由于電子自旋反向平行排列。在同一子晶格中有自發(fā)磁化強(qiáng)度，電子磁矩是同向排列的；在不同子晶格中，

19、電子磁矩反向排列。兩個子晶格中自發(fā)磁化強(qiáng)度大小相同，方向相反，整個晶體 。反鐵磁性物質(zhì)大都是非金屬化合物，如MnO。 不論在什么溫度下，都不能觀察到反鐵磁性物質(zhì)的任何自發(fā)磁化現(xiàn)象，因此其宏觀特性是順磁性的，M與H處于同一方向，磁化率 為正值。溫度很高時， 磁化率極?。粶囟冉档?， 磁化率逐漸增大。在一定溫度 時， 磁化率達(dá)最大值 。該溫度稱為反鐵磁性物質(zhì)的居里點(diǎn)或尼爾點(diǎn)。對尼爾點(diǎn)存在的解釋是：在極低溫度下，由于相鄰原子的自旋完全反向，其磁矩幾乎完全抵消，故磁化率幾乎接近于0。當(dāng)溫度上升時，使自旋反向的作用減弱，磁化率增加。當(dāng)溫度升至尼爾點(diǎn)以上時，熱騷動的影響較大，此時反鐵磁體與順磁體有相同的磁化

20、行為。2.3磁性材料分類及應(yīng)用磁性材料具有磁有序的強(qiáng)磁性物質(zhì)，廣義還包括可應(yīng)用其磁性和磁效應(yīng)的弱磁性及反鐵磁性物質(zhì)。磁性是物質(zhì)的一種基本屬性。物質(zhì)按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在外磁場中的性狀可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，抗磁性和順磁性物質(zhì)為弱磁性物質(zhì)。磁性材料按性質(zhì)分為金屬和非金屬兩類，前者主要有電工鋼、鎳基合金和稀土合金等，后者主要是鐵氧體材料。按使用又分為軟磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸縮材料、磁記錄材料、磁電阻材料、磁泡材料、磁光材料，旋磁材料以及磁性薄膜材料等，反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲線、磁滯回線和磁損耗

21、等。 磁性材料是生產(chǎn)、生活、國防科學(xué)技術(shù)中廣泛使用的材料。如制造電力技術(shù)中的各種電機(jī)、變壓器，電子技術(shù)中的各種磁性元件和微波電子管，通信技術(shù)中的濾波器和增感器，國防技術(shù)中的磁性水雷、電磁炮，各種家用電器等。此外，磁性材料在地礦探測、海洋探測以及信息、能源、生物、空間新技術(shù)中也獲得了廣泛的應(yīng)用。 磁性材料的用途廣泛。主要是利用其各種磁特性和特殊效應(yīng)制成元件或器件；用于存儲、傳輸和轉(zhuǎn)換電磁能量與信息，或在特定空間產(chǎn)生一定強(qiáng)度和分布的磁場；有時也以材料的自然形態(tài)而直接利用(如磁性液體)。磁性材料在電子技術(shù)領(lǐng)域和其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中都有重要的作用。3 磁性材料及其應(yīng)用3.1傳統(tǒng)工業(yè)中的應(yīng)用磁性制劑磁性制

22、劑是將藥物與鐵磁性物質(zhì)共同包裹于高分子聚合物載體中.用于體內(nèi)后,利用體外磁場的效應(yīng)引導(dǎo)藥物在體內(nèi)定向移動和定位集中,主要用作抗癌藥物載體.動物實(shí)驗(yàn)及臨床觀察證明,磁場具有確切的抑制癌細(xì)胞生長作用,可使患者腫瘤縮小,自覺癥狀改善等. 這種磁性載體由磁性材料和具有一定通透性但又不溶于水的骨架材料組成,用體外磁場將其固定于腫瘤部位,釋放藥物,殺傷腫瘤細(xì)胞.這樣既可避免傷害正常細(xì)胞,又可減少用藥劑量,減輕藥物毒副作用,加速和提高治療效果,顯示特有的優(yōu)越性.此制劑還可運(yùn)載放射性物質(zhì)進(jìn)行局部照射,進(jìn)行局部定位造影,還可以用它阻塞腫瘤血管,使其壞死. 通常用的鐵磁性物質(zhì)有磁鐵礦羰基鐵,正鐵酸鹽,鐵鎳合金,鐵

23、鋁合金,r-三氧化二鐵,氧化鉆,三氧化二錳,BaFe12O19等.這些物質(zhì)都具有較高的磁導(dǎo)率.磁性微粒是指磁性納米粒子與無機(jī)或有機(jī)分子結(jié)合形成的可均勻分散于一定基液中具有高度穩(wěn)定性的膠態(tài)復(fù)合材料。由于磁性微粒具有磁響應(yīng)性，成本低、能耗少、無污染等特點(diǎn)，人們在磁性微粒表面或通過磁性微粒表面的功能基因?qū)⒚浮⒖贵w等生物活性物質(zhì)進(jìn)行固定，可進(jìn)一步用于酶的固定化、靶向藥物載體、細(xì)胞分類、免疫監(jiān)測及蛋白與核酸的分離純化、雜交檢測等領(lǐng)域。 3.回旋加速器用于產(chǎn)生高能粒子的裝置,其結(jié)構(gòu)為金屬雙 D 形屏蔽盒,在屏蔽盒上加有磁場和交變的電場.當(dāng)帶電粒子從雙 D形盒的中心縫隙處釋放后,在電場的作用下,粒子不斷地被

24、加速.目前世界上最大的加速器在美國費(fèi)米加速實(shí)驗(yàn)室,環(huán)形管道的半徑為2公里.產(chǎn)生的高能粒子能量為5000億電子伏特. 世界第二大回旋加速器在歐洲加速中心,加速器分布在法國和瑞士兩國的邊界,加速器在瑞士,儲能環(huán)在法國.產(chǎn)生的高能粒子能量為280億電子伏特.3.2生物界和醫(yī)學(xué)界的磁現(xiàn)象生物界的磁現(xiàn)象 ？ 原來,鴿子對地球的磁場很敏感,它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家.如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵,鴿子就會迷航.如果鴿子飛過無線電發(fā)射塔,強(qiáng)大的電磁波干擾也會使它們迷失方向.醫(yī)學(xué)界的磁現(xiàn)象 在醫(yī)學(xué)上,利用核磁共振可以診斷人體異常組織,判斷疾病,這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術(shù),其基本原理如下:

25、原子核帶有正電,并進(jìn)行自旋運(yùn)動.通常情況下,原子核自旋軸的排列是無規(guī)律的,但將其置于外加磁場中時,核自旋空間取向從無序向有序過渡.自旋系統(tǒng)的磁化矢量由零逐漸增長,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,磁化強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定值.如果此時核自旋系統(tǒng)受到外界作用,如一定頻率的射頻激發(fā)原子核即可引起共振效應(yīng).在射頻脈沖停止后,自旋系統(tǒng)已激化的原子核,不能維持這種狀態(tài),將回復(fù)到磁場中原來的排列狀態(tài),同時釋放出微弱的能量,成為射電信號,把這許多信號檢出,并使之時進(jìn)行空間分辨,就得到運(yùn)動中原子核分布圖像. 核磁共振的特點(diǎn)是流動液體不產(chǎn)生信號稱為流動效應(yīng)或流動空白效應(yīng).因此血管是灰白色管狀結(jié)構(gòu),而血液為無信號的黑色.這樣使血管很容易軟

26、組織分開.正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,并有白色的硬膜為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強(qiáng)信號結(jié)構(gòu).核磁共振已應(yīng)用于全身各系統(tǒng)的成像診斷.效果最佳的是顱腦,及其脊髓,心臟大血管,關(guān)節(jié)骨骼,軟組織及盆腔等.對心血管疾病不但可以觀察各腔室,大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進(jìn)行定性及半定量的診斷,可作多個切面圖,空間分辨率高,顯示心臟及病變?nèi)?及其與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系,優(yōu)于其他X線成像,二維超聲,核素及CT檢查. 磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫(yī)的一味藥材?，F(xiàn)在，人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細(xì)胞和白細(xì)胞。另外，磁場與人體經(jīng)絡(luò)的相互作用可以實(shí)現(xiàn)磁療，在

27、治療多種疾病方面有獨(dú)到的作用，已經(jīng)有磁療枕、磁療腰帶等應(yīng)用。用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的鐵末，磁化水可以防止鍋爐結(jié)垢，磁化種子可以在一定程度上使農(nóng)作物增產(chǎn)。3.3天文、地質(zhì)、考古、采礦等領(lǐng)域的應(yīng)用天文領(lǐng)域的應(yīng)用我們已經(jīng)知道，地球是一塊巨大的磁鐵，那么，它的磁性來自何處？它是自古就有的嗎？它和地質(zhì)狀況有什么聯(lián)系？宇宙中的磁場又是如何的？我國自古代就有了北極光的記載。北極光實(shí)際上是太陽風(fēng)中的粒子和地磁場相互作用的結(jié)果。太陽風(fēng)是由太陽發(fā)出的高能帶電粒子流。當(dāng)它們到達(dá)地球時，與地磁場發(fā)生相互作用，就好象帶電流的導(dǎo)線在磁場中受力一樣，使得這些粒子向南北極運(yùn)動和聚集，并且和地球高空的稀薄氣

28、體相碰撞，結(jié)果使氣體分子受激發(fā)，從而發(fā)光。太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區(qū)域。太陽黑子的爆發(fā)對我們的生活會產(chǎn)生影響，例如使得無線電通信暫時中斷等。因此，研究太陽黑子對我們有重要意義。地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用地磁的變化可以用來勘探礦床。由于所有物質(zhì)均具有或強(qiáng)或弱的磁性，如果它們聚集在一起，形成礦床，那么必然對附近區(qū)域的地磁場產(chǎn)生干擾，使得地磁場出現(xiàn)異常情況。根據(jù)這一點(diǎn)，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區(qū)域進(jìn)行分析和進(jìn)一步勘探往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)構(gòu)造。不同地質(zhì)年代的巖石往往具有不同的磁性。因此，可以根據(jù)巖石的磁性輔助判斷地質(zhì)年代的變化以及地殼變動。

29、很多礦藏資源都是共生的，也就是說好幾種礦物質(zhì)混合的一起，它們具有不同的磁性。利用這個特點(diǎn)，人們開發(fā)了磁選機(jī)，利用不同成分礦物質(zhì)的不同磁性以及磁性強(qiáng)弱的差別，用磁鐵吸引這些物質(zhì)，那么它們所受到的吸引力就有所區(qū)別，結(jié)果可以將混在一起的不同磁性的礦物質(zhì)分開，實(shí)現(xiàn)了磁性選礦。 3.4軍事領(lǐng)域的應(yīng)用磁性材料在軍事領(lǐng)域同樣得到了廣泛應(yīng)用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接觸目標(biāo)時爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標(biāo)）時，傳感器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。很容易被敵方的雷達(dá)偵測到,從而具有較大的危險性.為了躲

30、避敵方雷達(dá)的監(jiān)測,可以在飛機(jī)表面涂一層特殊的磁性材料吸波材料,它可以吸收雷達(dá)發(fā)射的電磁波,使得雷達(dá)電磁波很少發(fā)生反射,因此敵方雷達(dá)無法探測到雷達(dá)回波,不能發(fā)現(xiàn)飛機(jī),這就使飛機(jī)達(dá)到了隱身的目的.這就是大名鼎鼎的隱形飛機(jī).隱身技術(shù)是目前世界軍事科研領(lǐng)域的一大熱點(diǎn).美國的F117隱形戰(zhàn)斗機(jī)便是一個成功運(yùn)用隱身技術(shù)的例子.F117隱形戰(zhàn)斗機(jī) 在美國的星球大戰(zhàn)計(jì)劃中,有一種新型武器電磁武器的開發(fā)研究.傳統(tǒng)的火炮都是利用彈藥爆炸時的瞬間膨脹產(chǎn)生的推力將炮彈迅速加速,推出炮膛.而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中,給螺線管通電,那么螺線管產(chǎn)生的磁場對炮彈將產(chǎn)生巨大的推動力,將炮彈射出.這就是所謂的電磁炮.類似的還

31、有電磁導(dǎo)彈等.3.2.3磁性分離原理磁種凝聚分離技術(shù)是磁性材料在環(huán)境工程上的主要應(yīng)用，近20年來逐漸被重視，也因此磁性材料之選擇、制備及其理論的應(yīng)用，成為許多學(xué)者研究議題。磁分離是將污染物與磁性顆粒結(jié)合，再通過磁場，使凝聚物受磁力作用，則磁性污染物會沿磁力線方向移動至分離器上，便可予以分離取出。此操作程序簡單，去除污物種類多，且能耗低，同時效率高，是極其潛力污水處理技術(shù)。3.2.4其它器件（1）發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如

32、下圖6所示。圖6 信號燈的連接在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈只有6個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈,其中均是低電平有效。共有4鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（11011101/DDH）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（10111101/BDH）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（11101101/EDH）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（11100111/E7H）。括號中是P1端口8個引腳值，以及對應(yīng)的十六進(jìn)制碼。在用于顯示發(fā)光二極管時，直接由MOV指令將十六進(jìn)制碼送入P1口。剛才的4個狀態(tài)是依次變換的，這就要涉及到狀態(tài)的判斷和銜接了。先把P1端口的值與所有的4個狀態(tài)碼比較，若相同則判斷成功

33、當(dāng)前狀態(tài)，再把下一狀態(tài)的狀態(tài)碼送顯P1即可。（2）蜂鳴器本設(shè)計(jì)采用一般蜂鳴器，蜂鳴器使用PNP三極管進(jìn)行驅(qū)動控制，當(dāng)連接到單片機(jī)上的引腳輸出為低電平，PNP導(dǎo)通，蜂鳴器蜂鳴；當(dāng)連接到單片機(jī)上的引腳輸出高電平時，PNP截止，蜂鳴器停止蜂鳴。如下圖7所示8051圖7 蜂鳴器連接緊停按鍵和違規(guī)信號傳感器連接到外部中斷引腳INT1，捕獲到一個低電平，則進(jìn)入該中斷，中斷程序中先把蜂鳴器端口置0，啟動蜂鳴。并且等待恢復(fù)鍵F鍵按下，然后關(guān)閉蜂鳴返回。（3）按鍵控制本設(shè)計(jì)設(shè)置了有3個鍵：S鍵，J鍵，F(xiàn)鍵。每個按鍵一端接地，另一端接上拉電阻。低電平有效，當(dāng)按鍵按下端口接地，單片機(jī)捕獲到低電平，從而知道相應(yīng)的輸入

34、信息。如下圖圖8 按鍵示意圖首先程序不斷掃描模式設(shè)置鍵，分別記為：S鍵，J鍵，F(xiàn)鍵,低電平有效，按鍵順序是指定的，若直接按F鍵，則為自動調(diào)整模式，然后進(jìn)入下一程序；若先按S鍵，再按J鍵，F(xiàn)鍵則為設(shè)置時間模式，然后進(jìn)入下一程序。程序的開始要判斷是否有鍵按下，可以不斷將S鍵值和F鍵值相與，與值為1則表示沒有鍵按下，為0則表示有鍵按下。 接下來要判斷具體是那個鍵，若為F鍵，則將自動標(biāo)志位置1，進(jìn)入下一程序，否則為S鍵，則表示設(shè)置南北綠燈時間，用R0存值，按1下加1，同時還需判斷此時J鍵是否按下，若按下，則表示南北綠燈時間設(shè)置完畢，開始設(shè)置東西綠燈時間，用R1存值，同樣按1下加1 ，同時判斷此時F鍵是

35、否按下，若按下，則表示時間設(shè)置完畢，進(jìn)入下一程序。在這個過程中，S，J鍵的計(jì)數(shù)是循環(huán)的，從初值20開始，加到40則循環(huán)回到20。 （4） 電源電路設(shè)計(jì)由于單片機(jī)工作時需要的+5V電壓,所以在設(shè)計(jì)電源電路時,需要一個電子元件能提供+5V電壓,由于7805能夠提供5V電壓的三端穩(wěn)壓電源,在實(shí)際的電路控制中應(yīng)用其作為電源電路較為廣泛,在普通的電子元器件商場都有銷售易于購買,并且技術(shù)相對成熟.7805一腳為電源輸入端,二腳為公共接地端,三腳即為我們所需要的+5V電壓輸出端.本文采用7805提供電壓的電路,即在7805的1腳和公共接地端(即2腳)之間接入F的電容,在公共接地端和三腳+5V電壓輸出端之間接

36、入0.1F的電容. 圖9 +5V電源電路（5）7448七段顯示譯碼器該集成顯示譯碼器有多個輔助控制端，以增強(qiáng)器件的功能,可將單片機(jī)輸出的四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)與七段數(shù)碼管顯示對應(yīng)，用于顯示09的數(shù)字。 圖10 7448芯片4 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序，消抖動延時程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊停或違規(guī)判斷程序，中斷服務(wù)子程序，車流量計(jì)數(shù)程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等6。整個軟件程序方面主要分兩大部分：按鍵處理程序和50ms掃描程序。流程圖如圖11所示。圖11 系統(tǒng)總流程圖首先是按鍵處理程序，89S51通過對IO掃描，確定

37、是否有鍵按下，再判斷具體是那個鍵按下，根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到按鍵處理程序7。按鍵處理結(jié)果可設(shè)置兩種工作模式：紅綠燈時間設(shè)置模式和紅綠燈時間自動模式，次程序相當(dāng)于系統(tǒng)的模式設(shè)置，若想重新設(shè)置則要按下復(fù)位鍵。設(shè)置過后進(jìn)入50ms掃描程序。50ms掃描程序開始后，先刷新顯示模塊，若為自動模式則接下來要計(jì)數(shù)車流量，然后掃描緊停信號和違規(guī)信號，若捕獲則調(diào)用中斷，中斷服務(wù)子程序主要啟動蜂鳴器，直至恢復(fù)鍵按下。50ms已到則重新掃描。掃描20次之后計(jì)時到達(dá)1s則時間數(shù)據(jù)減1，在顯示模塊中修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容。在半個狀態(tài)對換時，車流量計(jì)數(shù)程序在一個狀態(tài)變換循環(huán)先后計(jì)數(shù)兩個方向的車流量，然后調(diào)用紅綠燈時間調(diào)整程序，更新紅綠燈時間。當(dāng)前狀態(tài)時間已到，則判斷次狀態(tài)裝入相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入下一狀態(tài)。定時器原理 定時器工作的基本原理其實(shí)就是給初值，讓它不斷加1直至減完為模值，這個初值是送到TH和TL中的8。它是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值，即所要求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C，把計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計(jì)算通式： （1）式中，M為計(jì)數(shù)器模值。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時間值，設(shè)計(jì)1次的時間，即定時器計(jì)數(shù)脈沖的周期為T0，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的12倍，設(shè)要求的時間值為T，則有C=TT0。計(jì)算通式