基于89C51的8LED显示串口通信机设计

第一部分实验目的及要求实验目的本课程设计是在理论课程的基础上，重点培养学生的动手能力，通过理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，为下一部结合实际的硬件系统设计准备条件。实验基本要求：根据提供的参考工程，在proteus平台自己重新画出实验所需要的电气原理图，并在此基础上编写相对应的程序，实现其功能，学习proteus软件的使用，其中包括原理图器件的选取、原理图的电气连接、程序的编写编译以及运行，并能查出其错误等。第二部分实验工具及实验器件1.Proteus7.5以及Keil4软件的使用Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2021年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。而*.HEX文件则由Keil软件编译后生成。Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2021、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件，而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。有了proteus和keil软件我们就需要在这两个软件中建立我们所需要的工程进行实验，具体步骤如下：第一步：在Keil4中建立一个新的工程，命名为“软件实验”，如图2-1。图2-1第二步：选择使用的单片机芯片，我们选择ATMEL公司生产的89C51，如图2-2。图2-2第三步：将新创建的.c文件添加到Target1中，如图2-3。图2-3这样我们就可以在keil4的环境下对单片机的程序进行编译和运行了。2.51单片机AT89C5151单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。当前常用的51系列单片机主要产品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；89C51单片机的内部结构为：单一+5V电源供电；CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；一对全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率为12M。RS-232电平转换芯片MAX232第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。完成连接之后的电路图如图2-4所示。图2-411和12口分别连接51单片机的RxD（P3.0）、TxD（P3.1）。三态输出的8D透明锁存器74HC37374HC373的输出端Q0~Q7可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平时，Q0~Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，Q0~Q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE为高电平时，Q随数据D而变。当LE为低电平时，Q被锁存在已建立的数据电平。二线制I2CCMOS串行EEPROM24C086.8255引脚以及功能。采用8255A扩展并行I/O口一、8255A的内部结构》三口、两組概念》与外设接口的引脚：最多可以接3个外设》与三总线接U的引脚：1)与CB接口的脚：RD.WR.RESETS2)与AB接口的脚：来0时选屮本片，然后A1A0选中的寄存器0 0 PA1 PB0 0 PC1 1 控制口3)与DB接U的脚7.LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca7SEG-MPX8-CA八个共阳二极管显示器12345678是阳公共端图三LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都有个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5*8=40跟I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时需要增加译码驱动进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的八个显示比划“a,b,c,d,e,f,g,h”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接受到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通恐慌只打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动，在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1—2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就使一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。第三部分实验原理图及程序代码硬件部分电路设计电路图如图：软件部分设计这部分的程序如下：#include<reg51.h>#include<stdio.h>#include<absacc.h>#include<string.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definepaXBYTE[0x0001]//定义8155口地址#definepbXBYTE[0x0002]#definecontrol8155XBYTE[0x0000]sbitSCK=P1^0;sbitSDA=P1^1;sbitE=P3^7;sbitSEND=P3^1;sbitREV=P3^0;sbitK1=P3^2;sbitK2=P3^3;sbitK3=P2^3;uchartable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0123456789存码表ucharpos[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //位选，选中数码管dataunsignedcharstr1[16]={"Starting"};dataunsignedcharstr2[16]={"Recieved:"};dataunsignedcharsend[16]={"testnumber"};uchartemp;inti;voiddelay(unsignedintt){unsignedinti,j;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<10;j++);}voiddelayXus(ucharx)//微秒延时{while(--x);}voiddelayXms(ucharx)//毫秒延时{uchari;while(x--){for(i=250;i>0;i--){;}}}voidstart(){SDA=1;delay(3);SCK=1;delay(3);SDA=0;delay(3);SCK=0;delay(3);}voidstop(){SDA=0;delay(3);SCK=1;delay(3);SDA=1;delay(3);}voidU4_init(){SCK=1;delay(3);SDA=1;delay(3);}voidresponds(){uchari;i=0;SCK=1;SDA=1;delay(3);while(SDA==1&&i<250)i++;SCK=0;delay(3);}voidwrite_dat(uchardat)//写一个字节{uchari,temp;temp=dat;for(i=0;i<8;i++){temp=temp<<1;SDA=CY;delay(3);SCK=1;delay(50);SCK=0;}}voidwrite(ucharadd,uchardat)//写一个字节dat到地址add{start();write_dat(0xa0);responds();write_dat(add);responds();write_dat(dat);responds();stop();}ucharread_dat()//读一个字节{ uchara,r,temp; SDA=1; //接收前记得释放数据线，即拉高sda。 delay(3); for(a=0;a<8;a++) //循环八次以此接收一字节数据 { SCK=1; //sck置高，使接收数据稳定。 delay(3);r=r<<1; //接收数据处理，存入i2c_r变量中。 temp=SDA; r=r|temp; SCK=0; //sck置低，准备接受下个数据位。 delay(3); } returnr;}ucharread(ucharadd)//从地址add中读取一个字节{uchardat;start();write_dat(0xa0);responds();write_dat(add);responds();start();write_dat(0xa1);responds();dat=read_dat();delayXus(2);stop();returndat;}voidwritedata(){uchari;ucharstr[8]={0xf9,0xa4,0xb0,0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0xc0};for(i=0;i<8;i++){write(i,str[i]);}str[0]=0xa4;str[1]=0xb0;str[2]=0x99;str[3]=0xf9;str[4]=0xa4;str[5]=0xb0;str[6]=0x99;str[7]=0xf9;for(i=8;i<16;i++){write(i,str[i-8]);}str[0]=0x4f;str[1]=0x5b;str[2]=0x4f;str[3]=0x66;str[4]=0x66;str[5]=0x4f;str[6]=0x5b;str[7]=0x06;for(i=16;i<24;i++){write(i,str[i-16]);}str[0]=0x99;str[1]=0x92;str[2]=0x82;str[3]=0xb0;str[4]=0x99;str[5]=0x92;str[6]=0x82;str[7]=0xb0;for(i=24;i<32;i++){write(i,str[i-24]);}str[0]=0x92;str[1]=0x82;str[2]=0xf8;str[3]=0x99;str[4]=0x92;str[5]=0x82;str[6]=0xf8;str[7]=0x99;for(i=32;i<40;i++){write(i,str[i-32]);}str[0]=0x82;str[1]=0xf8;str[2]=0x80;str[3]=0x92;str[4]=0x82;str[5]=0xf8;str[6]=0x80;str[7]=0x92;for(i=40;i<48;i++){write(i,str[i-40]);}str[0]=0xf8;str[1]=0x80;str[2]=0x90;str[3]=0x82;str[4]=0xf8;str[5]=0x80;str[6]=0x90;str[7]=0x82;for(i=48;i<56;i++){write(i,str[i-48]);}str[0]=0x80;str[1]=0x90;str[2]=0xc0;str[3]=0xf8;str[4]=0x80;str[5]=0x90;str[6]=0xc0;str[7]=0xf8;for(i=56;i<64;i++){write(i,str[i-56]);}str[0]=0x90;str[1]=0xc0;str[2]=0x88;str[3]=0x80;str[4]=0x90;str[5]=0xc0;str[6]=0x88;str[7]=0x80;for(i=64;i<72;i++){write(i,str[i-64]);}str[0]=0xc0;str[1]=0x88;str[2]=0x83;str[3]=0x90;str[4]=0xc0;str[5]=0x88;str[6]=0x83;str[7]=0x90;for(i=72;i<80;i++){write(i,str[i-72]);}}voidsend_char(uchartemp1){SBUF=temp1;while(!TI);TI=0;}voidMAX232_init(){TMOD=0x20;TH1=252;TL1=252;TR1=1;PCON=0x80;SCON=0x50;}voidmain(){inti,j,set;charb,t;ucharword[16],recv[8];U4_init();writedata();delay(50);set=0;while(1){control8155=0x03;for(i=0;i<8;i++) { pa=pos[i];pb=0x88; //pb=send[i]; delay(5); } }while(1){while(K2){while(!K1){if(!K2)break;}while(K1){if(!K2)break;}if(!K2)break;delay(30);set++;if(set>10){set=0;}}MAX232_init();while(!K2);control8155=0x03;delay(30);switch(set){case1:for(i=0;i<8;i++){send[i]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);}while(K3) //show{ for(i=0;i<8;i++) { pa=pos[i]; pb=send[i]; delay(5); } delay(5);}delay(5);while(!K3);pa=0x00;pb=0xff;break;break;case2: for(i=8;i<16;i++){send[i-8]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);} break;case3:for(i=16;i<24;i++){send[i-16]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);} break;case4:for(i=24;i<32;i++){send[i-24]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);} break;case5:for(i=32;i<40;i++){send[i-32]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);} break;case6:for(i=40;i<48;i++){send[i-40]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);} break;case7:for(i=48;i<56;i++){send[i-48]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);}break;case8:for(i=56;i<64;i++){send[i-56]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);}break;case9:for(i=64;i<72;i++){send[i-64]=read(i);}for(i=0;i<16;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);}break;case10:for(i=72;i<80;i++){send[i-72]=read(i);}for(i=0;i<8;i++){ send_char(send[i]); delay(50); if(RI==1) {RI=0; temp=SBUF; recv[i]=temp; } delay(100);}break;}delay(2021);}}第四部分实验测试结果程序启动后，先执行写入数据，我们可以看到存入24c08中的10组数据。K2按键是用于发出传送数据的指令，随后自动接收并显示在屏幕上，系统初始时，我设置了一个特殊的状态，通过选择键K1来控制输出的字符串，这个选择键可以按下多次，执行：跳过/循环的功能，K3键是擦除屏幕，其中，在选择字符串时，特地在屏幕中显示序号。具体过程由以下图片详解。初始化时，屏幕会显示这样的样子。当选择按键按下三次后，屏幕显示第三个字符串的序号3这是第三个字符串。屏幕清除后，为空。第五部分实验小结和体会1、知识点用到才学，不用的暂时丢一边。厚厚的一本书，看着人头都晕了，学了后面的，前面的估计也快忘光了，所以，最好结合实际程序，用到的时候才去看，不必说非要把书从第一页看起，看完它才来写程序。比如你写流水灯，完全就没必要看中断的知识，专心把流水灯学好就是了，这是把整本书化整为零，一小点一小点的啃。3、程序不要光看不写，一定要自己写一次。最开始的时候，啥都不懂，可以抄人家的程序过来，看看每一句是干什么用的，达到什么目的，运行后有什么后果，看明白了之后，就要自己写一次，你会发现，原来看明白别人的程序很容易，但到自己写的时候却一句也写不出来，这就是差距。4、必须学会掌握调试程序的方法。不少人写程序，把代码写好了，然后一运行，不是自己想要的结果，就晕了，然后跑到论坛上发个帖子，把程序一贴，问：为什么我的程序不能正常运行？然后就等别人来给自己分析。这是一种很不好的行为，应该自己学会发现问题和学会如何解决问题。这就需要学习调试程序的方法，比如KEIL里，可以下断点啦，查看寄存器内容等等，这些都是调试程序的手段，当你发现你写的程序运行结果和你想象中不一样的时候，你可以单步，也可以下断点，然后跟踪，查看各相关寄存器内容，看看程序运行过中是不是有什么偏差，找出影响结果的地方，改正过来。这一个过程非常重要，通过程序的排错，你可以学到的知识是书上得不到的。在通过本次课程中，我们遇到很多问题，但是与此同时，我们也学到了很多，对于本次课题的心得体会，我们觉得有以下几点:1、不管做什么事,计划是很重要的。没有一个完好的计划，做事情就会没有一个好的顺序，做事情会比较乱，很难成功。而有一个好的计划，不管做什么事都会事半功倍，做事心中有数，明确重点和缓急，不会有疏漏。这样才能提高成功率。2、做事要多动脑,选出最好的方法。一件事往往有多种解决方法，一个好的方法，不仅能使事情事半功倍，而且往往决定最后的成与败，所以做事时一定要多动一下脑筋，想出最好的方法。3、要注意细节。细节决定成败，这句话在这次课题中不仅一次得到了印证，特别是在软件的编程过程中，一点点的错误就会使你整个程序不能运行。因此我们不仅仅要有整体意识，也要注意细节，不要因一个关键地方的一个细节而导致满盘皆输。4、团队合作很重要。团队做一件事时，要发挥出门一个人的长处。人无完人，但一个团队可以互相帮助，互相补充，只要互相合作，个人完成各自专长的，离成功就只有一步之遥。人人总是有疏漏的方面，但是只要互相合作，互相交流，就会考虑问题更全面化，在本次课题中，我们组团结合作不仅事半功倍，而且发现了一些好的有趣的构想，是我们对单片机有了更浓的兴趣。5、最后，也是最重要的一点，通过这次课题，我们学到了很多有关单片机方面的知识，也对单片机有了更深入的了解。使我们受益匪浅。

引力波的实验探测给我们的启示摘要：引力理论的发展经历了数百年，从牛顿到爱因斯坦，从万有引力定律到广义相对论。在这过程中，科学家们引力波的预言质疑不休、争论不止。而引力波的实验探测无疑证明了一切。引力波的发现，弥补了爱因斯坦的广义相对论的漏洞，也确定了他的理论的正确。这是人类史上出现的又一契机，它将为人类社会带来重大变革。“破五”是中国传统迎财神的日子。2016年的这一天，却一个让全世界物理学界沸腾的日子，甚至许多的物理学家为之痛哭流涕——被预言已经百年的引力波，终于被探测到了。引力是什么？在今天人们所知道的物质的四种基本相互作用中，引力作用为最弱。四种相互作用按作用强度比例顺序是：强相互作用(1),电磁相互作用(10),弱相互作用(10),引力相互作用(10)。因此，在研究基本粒子的运动时，引力一般略去不计。但在天文学领域内，由于涉及的对象的质量极其巨大，引力就成为不仅支配着天体的运动，而且往往是天体的结构和演化的决定因素。引力并不是一种所谓的“力”，而是一种属性。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首次提出万有引力定律，基于此，他结识了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象，并根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后，才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上，从而创立了天体力学。简单的说，质量越大的东西产生的引力越大，地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，突破了绝对时间和绝对空间的概念，否定了瞬时超距作用，从根本上动摇了建立在这些旧观念基础上的牛顿引力理论。经过十年的探索后，爱因斯坦于1915年提出了迄今为止最成功的近代引力理论——广义相对论。广义相对论中，引力被归咎于时空的弯曲。这种弯曲是由物质造成的，物质的质量越大，所形成的扭曲也就越严重。但是这种弯曲，对于人类来说根本感知不到，一是因为人类伴随这种弯曲一起弯曲了，而是由于这种弯曲太微小。大质量物体发生的扭曲引起了震动，而这种震动，就是引力波。科学家们通过探测这种时空震荡，来证实引力波的存在。早在1916年，爱因斯坦在广义相对论中就预言了引力波的存在。而科学家们普遍认为，这次LIGO这一发现是爱因斯坦相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”，证实了爱因斯坦广义相对论的正确性，弥补了爱因斯坦的广义相对论的漏洞，验证了已故科学家爱因斯坦的预言。探测的仪器叫做迈克尔逊干涉仪，或是LIGO。LIGO的“两条腿”都有4千米长，最近的一次升级就花去了几十亿美元。LIGO的原理是什么？简单来说是利用光速不变，在同样的直线路程里测试耗时，而通过时间的偏差（尽最大可能排除误差，也是耗资巨大的原因）来判定空间确实存在震动。这样的实验设置基于爱因斯坦的假设：光速不变，是因为以光的视角看，它沿途经过的空间发生了折叠伸缩。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星，中子星和黑洞）。在2016年2月11日，LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器，首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。在过去的数十年里，许多物理学家和天文学家为证明引力波的存在进行了大量研究。其中，泰勒和赫尔斯由于第一次得到引力波存在的间接证据荣获1993年诺贝尔物理学奖。到目前为止，类似的双中子星系统已经发现了近十个，但是双黑洞系统却是首次。在实验方面，第一个对直接探测引力波作伟大尝试的人是韦伯。虽然他的共振棒探测器最后没能找到引力波，但是韦伯开创了引力波实验科学的先河，为如今的硕果打下了基础。因为在地面上很容易受到干扰，所以物理学家们也在向太空进军。欧洲的空间引力波项目eLISA（演化激光干涉空间天线）。eLISA将由三个相同的探测器构成为一个边长为五百万公里的等边三角形，同样使用激光干涉法来探测引力波。此项目已经欧洲空间局通过批准，正式立项，目前处于设计阶段，计划于2034年发射运行。作为先导项目，两颗测试卫星已经于2015年12月3日发射成功，目前正在调试之中。中国的科研人员，在积极参与目前的国际合作之外之外，也在筹建自己的引力波探测项目。引力波的实验探测引起了世界范围的轰动，这些探测极其不易，宇宙中发生爆炸性的大事件时产生的引力波，才相对容易探测到，例如黑洞合并、星系合并、超新星爆炸等。100年前，爱因斯坦在预言引力波存在时就曾说：“这些数值是如此微小，她们不会对任何的东西产生显著的作用，没人能够去测量它们。”蔡一夫给出解释：“时间发生得越早，距离越远，越会在宇宙中传播期间被红移。红移指的是由于宇宙本身的膨胀将所有的波动的波长拉直拉平，这样其波动性就难以被探测到。例如，这次LIGO探测到的引力波，是13亿年以前两个大约30个太阳质量的黑洞并合所产生的引力波，振幅之小，是在原子核尺寸的千分之一的尺度。能探测到真的是非常不容易，LIGO实验组的科学家们也是在几十年里经历多次挫折，不断调整方案，改进仪器，才最终探测到的。”所以它的成功探测也标志着在这个领域人类的技术进步到了前所未有的水平。而它所具有的里程碑意义不止在科学情感上，更在于能够打开人类的一个新的世界——每个人都对它满怀期待。如果电磁波探测是人类的眼睛，那么人类又多了一双聆听外界的耳朵。马克斯·普朗克引力物理研究所说：“在《星际穿越》和《三体》中，都不约而同地将引力波选为了未来科技发达的人类的通讯手段，这也许只能是美好的幻想，但对于天文研究而言，引力波的确开启了一扇新的窗口。吹进来的第一缕清风，就带来了一个重大的信息：极重的恒星级双黑洞系统存在并可以在足够短的时间（10亿年）内并合。这是让我们始料未及的。谁能知道在将来的更多的探测中，LIGO和一众引力波探测器能带给我们什么样的惊喜呢？”引力波有两个非常重要而且比较独特的性质。第一：不需要任何的物质存在于引力波源周围。这时就不会有电磁辐射产生。第二：引力波能够几乎不受阻挡的穿过行进途中的天体。比如，来自于遥远恒星的光会被星际介质所遮挡，引力波能够不受阻碍的穿过。对于天文学家来说，这两个特征允许引力波携带有更多的之前从未被观测过的天文现象信息，而每一个电磁波谱的打开，都会为我们带来前所未有的发现。天文学家们同样期望引力波也是如此。而引力波本身的性质也可能对基础物理学产生巨大的影响。另外，引力波蕴含的，很可能是宇宙诞生的画面。我们从小都被告知一个最著名的猜想——宇宙是在一场爆炸中诞生的。这意味着，在时空的开始，宇宙又一次最为剧烈的震动。引力波就能让我们还原这个震动——它是否存在？有多大规模？不仅如此，引力波还能传递信息——我们看不到的宇宙空间在发生什么？据科学家解释，这次的引力波就是在遥远的距离上巨大的黑洞变化引起的。而这一结果也证明了黑洞真实存在——至少是广义相对论预测的由纯净、真空、扭曲时空组成的完美圆形物体。并且，引力波传递的信息可以让科学家更精确地估计宇宙膨胀的速度。总而言之，一个新的重大科学发现，总会给人类社会带来无法预估的发展。18世纪面熟电磁波的麦克斯韦理论确认的时候，也没人知道会给人类带来什么，但是现在不管是电视机还是移动电话，都与电磁现象有关。引力波的发现类似当年的发现X光一样，是一种工具。有了这个工具，我们可以利用引力波的观察，去观察遥远的宇宙的现象。发现暗物质、时空穿梭等等才是有可能实现的事情。如果没有引力波，以我们现有的技术是做不到这些科幻世界才有的事情的。“既然引力波是存在的，基于引力波的科研思路可信性就大大提高了。就好像走一条未知的路，走到半路，有人怀疑不对，结果证实是对的，那么就可以加快步伐了。”苏萌说。世界各国都加大了探测研究引力波的力度，我国也紧跟探索引力波的步伐。“天琴计划”参与者、中山大学天文与空间科学研究院院长李淼教授介绍，“天琴计划”是我国自主开展空间引力波探测的可行方案，发射三颗卫星探测引力波，该计划预期执行期为2016~2035年，分四阶段实施。项目还将挖山洞，建观测站以及建设综合研究大楼。预计拟投三亿启动。天琴计划预期执行期为2016-2035年，分四阶段实施：（1）2016-2020年：完成月球/深空卫星激光测距、空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验所需关键技术研发。主