51单片机控制的磁悬浮系统研究与设计
[Key words]: single chip microcomputer,magnetic levitation technology,Keil 目录
引言 1
（一）设计（或研究）的依据与意义 2
（二）关于磁悬浮技术国内外的发展3
一、任务要求 4
二、硬件设计的组成 5
（一）复位电路 5
（二）晶振电路 5
（三）电源电路 5
（四）完整电路原理图 5
三、磁悬浮系统中的模拟量参数 6
（一）模拟量参数 6
（二）模拟量接近开关参数 8
四、软件设计的流程 9
（一）程序 10
（二）设计流程 10
五、制作与调试 10
（一）调试软件的介绍及调试方法 11
(1)简介 11
(2)特点 11
(3)发展过程 12
(4)优点与缺点 13
（二）制作过程 14
（三）调试方法 15
总结 16
致 谢 17
参考文献 18
引 言
随着科学技术的进步与发展。人们所寻求的不仅仅停是吃的饱、穿得暖，这种最基本的需求了。越来越快节奏的生活充斥在我们身边，比如：上午还在拉萨看布达拉宫，下午就有可能出现在北京天安门广场上。可是飞机票对于我们这些大学生来说的确太贵，并且受阻于天气。所以本论文所研究的课题是对于人们的出行便利而准备的。
（一）设计（或研究）的依据与意义
磁悬浮列车技术这项研究最早起源于德国。刚开始时（1920年）德国的赫尔曼提出了电磁浮原
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072*
理这一设想，并且因为这个原理让许多人为之疯狂。归根结底根据他所提出的这一原理，可以使有轨列车的速度提升两倍不只，而且更加节能、环保以及方便运输。利用电磁铁与其感应磁场之间产生相互吸引或排斥力，也就是说：异性相吸、同性相斥的原理。使物体悬浮于几个毫米的半空中，按照轨道高速移动，这就是磁悬浮列车的原形。而磁悬浮列车系统主要是由三部分组成，他们分别是：悬浮系统即：A.电磁悬浮B.电力磁悬浮；推进系统即：A.“长固定片”推进系统B.“短固定片”推进系统以及导向系统。在1934年成功申请了“磁悬浮列车”这一技术的专利。20世纪70年代以后，随着工业化大国的经济硬实力的不断地增强。为了提高交通运输能力，尤其是地广人稀的国家，急需一种可以快速运动的代步工具。所以为了人们的出行、工作的方便程度，并且更为了适应国家的经济发展需要。德国、美国等发达国家纷纷开始筹划开发磁悬浮运输系统，并且收效十分巨大。磁悬浮技术的优点具体具有：无磨损、无磨擦（噪音小）、寿命长、速度快、乘坐舒适（车厢无异味）、占地面积少等。利用磁铁的磁力，使物体在与在与其他的物质没有任何接触的情况下，悬浮在距地面几毫米的地方高速移动，着是一个古老的梦；但是，现在这个梦想并不是不可实现。因为跟着：控制工程学、信号处理学、电子技术、电磁理论以及新型电磁材料的成长，磁悬浮技术便得到了充分的壮大。尤其是因为各个国家的经济发展的软实力的提升，所以，各行各业的人才个尽所能发挥优势。利用本论文介绍的是利用所学习的电子技术来试着编写控制系统的程序。
（二）关于磁悬浮技术国内外的发展
1.国际：
（1）德国：在1969年的德国马法伊，他们所开发出的——小型磁悬浮列车系统模型，就是磁悬浮面世的第一声枪响。他们为此命名为TR01，该车在其轨道上速度可达到165km每小时相当于平常的F1赛车速度了。随后的几年里TR家族不断升级进化，如同现在的神舟飞船一般。1979年，世界第一长定子的电力系统的长期停牌（TR05），这是载客执照，是运行在汉堡国际交通展览会上。从此TR家族不断壮大，并且发展迅猛。
（2）日本：1974年，德国研制出的TR04型磁悬浮系统十分令人瞩目，原因是耗能少且可以保护环境，所以在此基础上，日本人开发了HSST。自此到1979年2月开发了HSST01。二十世纪80年代在筑波举行的世界科技博览会上，一个“明星”冉冉升起，他就是HSST03。HSST03是实用磁悬浮列车进行客运业务，而且效果很有吸引力。自此HSST家族也慢慢发展了起来。
（3）韩国：2013年6月12日竣工的仁川机场磁悬浮线，标志着韩国成为继日本以来的第二个实现中低速、城市型磁悬浮列车商业化国家。他所运用的列车是：EK10、EK20。
2.国内：
我们国家对磁悬浮列车系统的研究起步是比较晚的，但是自从1989年开始，中国人名解放军国防科技大学研制出第一台磁悬浮试验车样车，人们渐渐发现其快捷便利，所以跟随进步者的步伐。在1994年10月，连级三教授所的带领下，他们团队研制出体重超标的（4吨）“中国第一辆可载人磁悬浮列车”以及规划出了它的实验线路。2001年，德国的Transrapid International公司在中国上海浦东国际机场至龙阳路站兴修了磁悬浮列车线“上海磁浮线”，此列车是中国第一列磁悬浮列车。从此，中国也同日本一致，取国外技术之精华，去其糟粕。在零九年的六月，我国首个完全拥有自己知识产权的实用型列车在中国北车华丽现世。自此，我们将他人的知识变化成自己的了。并且，而今的中国成为继日本以来的第三个掌握磁悬浮客车的国家。
是以对于中国而言，磁悬浮技术还与其他发达国家有着很多的差距，并且由于中国磁悬浮列车技术的不够成熟，所以同样需要更多的课题研究弥补。
磁力轴承在国际上的研究也非常活跃。自从1988年第一次在国际上召开的第一届国际上的轴承会议之后，在以后的每两年一次会议上，主要的目的便是方便于学术讨论与交流，促进社会进步发展。世界上对于磁力轴承研究的努力，促进了磁力轴承在工业上的普遍应用，方便了我们学习进步，并加深了对于磁悬浮列车的认识与了解。 一、任务要求
设计并制作一个磁悬浮控制小球的系统程序及电路，它的系统结构如图1所示，要求如下：
（1）以单片机为核心，采用Protel 99SE软件设计的磁悬浮球控制电路，并对控制算法的研究，从而进行C语言编写过程。
（2）采用霍尔元件去检测控制小球，当小球（永磁体）经过他时，就可以从测试的电路上知道他的脉冲信号，在通过转换装置将输出的电信号经过A/D转换器反馈至单片机，运用单片机中的数字控制器来控制磁悬浮小球在磁场中的位置以及运动方向和速度。
原文链接：http://www.jxszl.com/dzxx/txgc/47075.html
