基于MSP430F149单片机的人机界面设计
0引言
近年来，随着电子技术和集成电路制造工艺的飞速发展，越来越多的领域应用到以单片机为控制核心的现代智能仪器设备，如果在这些以单片机为核心的控制系统中配上人机交互界面，通过液晶显示器和按键配合操作可更方便有效地完成各种功能选择、参数设置和分析结果显示，采用汉字显示菜单，界面友好且直观。随着液晶显示技术的进步，高质量的点阵液晶显示模块由于具有显示信息丰富、功耗低、体积小、质量小、无辐射以及使用寿命长等优点被日趋广泛地应用于各种嵌入式系统中，同时低功耗特性也贯穿于中文人机界面的设计始终。现以电力系统配电变压器监测终端(TTU)的人机交互部分为例，介绍一种使用OCM12864-3型图形点阵液晶显示模块实现中文窗口菜单界面的方法。 1 系统的硬件结构
1．1 MSP430F14X微控制器简介
MSP430F14X微控制器是德州仪器公司新开发的一类具16位总线的单片机，它基于真正的正交16位RISCCPU 内核，具有16个可单周期全寻址的16位寄存器，仅27条的精简指令以及7种均采用双重取数据技术(DDFT)的一致性寻址方式。DDFT技术利用每个时钟脉冲对存储器进行两次数据存取操作，从而不再需要复杂的时钟乘法和指令流水线方案。MSP430F14X系列MCU具有丰富的片上外围模块，片内包括有精密硬件乘法器、多达60KB的FLASH，2KB的RAM、1个看门狗、6个P口(P1和P2还具有中断功能)、12位A／D转换器、2个16位定时器、高精度比较器、高速的USART通信端口，1个DCO内部振荡器和2个外部时钟等常用资源，可实现对液晶显示器的检测、解调和显示。与现代程序设计技术以及高级语言(如C语言)结合使用，使得MSP430的体系结构更加高效，从而在工程技术，特别是PDA产品开发中得以广泛应用 [1]。
1．2 OCM12864-3型液晶显示模块简介
OCM12864是一种128×64点阵(EL背光)的液晶显示器。它由两片带控制器的列驱动电路KS0108和一片行驱动电路KS0107组成主要硬件电路，KS0108将控制显示屏分为左右半屏，通过CS1，CS2选择。整个屏从上到下64行分为8页，每列8行页地址范围为B8H-BFH，列地址范围为40H-7FH，数据为纵向读写，即每页的第一行对应D0，第八行对应D7。每个驱动芯片带有64×64位(512 B)的RAM缓冲区，其中存储的数据即为被显示内容的点阵信息。通过选择对应的RAM 页地址和列地址，微控制器可以访问全部RAM 字节。显示RAM 的每一位对应显示屏上的一个点。显示的实现，就是显示RAM 内容中相应位为1，该点阵亮，相应位为0，该点阵无显示。对存储器的读取是从头至尾的，但在屏幕上显示的位置是可以设置的，通过对显示起始行的设定来设定显示位置[2]。
1．3 硬件接口电路
由于该款液晶显示屏将接口电路直接引出，因此对于用户而言，整体设计大大简化，只需考虑单片机与接口电路间的连接即可。MSP430F149与OCM12864 的线路连接如图1所示。该款液晶显示模块有13条信号线：(1)DB0一DB7：数据总线。(2)CS：片选信号，低电平有效。当单片机访问OCM-12864时，将其置低。(3)RS：数据／指令选择信号，高电平：数据 D0-D7将送入显示RAM；低电平：数据 D0-D7将送入指令寄存器执行。
(4)R/W：读写选择信号，高电平：读数据；低电平：写数据。（5）E：读写使能信号，高电平有效，下
降沿锁定数据。(6)RET：复位信号，低电平有效[3]。
由于MSP430的I/O口都是复用端口，因此必须将用到的引脚设为输入/输出口。此外，MSP430是3.3供电,而LCD是5V驱动的,我们可以在MSP430的输出口对地接3.6V的嵌位二极管,在保证MSP的端口电压不超过极限值的前提下,实现MSP430到LCD的电平转换. 2 系统的软件设计
2．1基本驱动函数编写首先使用C语言在头文件中对OCM12864控制线进行定义，然后编写LCD驱动函数，这些函数包括模块初始化、写指令代码、写显示数据、读显示数据、写菜单项、清屏、清页等函数。
2．2 LCD显示菜单设计
2．2．1菜单界面设计本系统应用于无功补偿控制器，要求显示电网三相电压、电流值，无功功率、有功功率、无功因数，20次的电压谐波含量，无功补偿控制方式自动／手动选择，参数设置等。针对显示要求把整个系统设计成多级屏幕(窗口)，又设计成多级主菜单，类似的功能放在一个主菜单菜单项下构成子菜单目录。如果菜单目录项过多，多屏显示此菜单目录。通过分级，使操作人员能很直观快速找到自己当前需要的菜单项，液晶屏菜单界面设置如图2所示。
2．2．2建表
字符或数字在点阵液晶中的显示是通过写相应的内码(1点亮，0灭)实现的，结合整个菜单设计，需要显示的文字并不多，可以先做好码表，把用到的汉字对应的内码保存在一个名为HZ_TAB的表中，每个16xl6点阵的字符需要32个byte表示；把要用到的数字0～9和字母对应的16x8点阵内码保存在一个名NUM_JAB的表中，每个需要16个byte表示；把图片保存在PIC_TAB表中，需要byte数根据大小而定。16x16点阵汉字和16x8点阵数字、字母和任意大小黑白图片字模数据库可由专门的字模提取软件提取字模建立。
菜单一般由西文字符和中文汉字组合而成，每一条菜单项定义一个数组Menu_string,格式如下：{菜单项字符数，第一个字符在字库中的序号,第二个字符,....}。需要注意的是，在自建西文字库NUM_TAB 和小汉字库HZ_TAB 时，每个中西文字符都是各自编号的。由于中西文显示调用同一个函数，为区别中西文字符，在菜单数组编号时可以在汉字在HZ_TAB库中的编码前加128（0X80）作为标识， LCD在显示内容时，需要判断编号的值，确定当前位内容是汉字还是西文，然后做调用相应的处理。菜单项的反亮显示采取的办法是将显示内容的所有字模数据按字节取反后再进行常规显示即可。图3为某一项中西文菜单混合显示流
程，其中m=1表示该位为汉字, m=0表示该位为ASCII字符.
2．2．3数据结构
本系统采用8个按钮来接受用户输入，8个按钮为上、下、左、右、回车、退回、加、减。为方便数据显示和处理。需要首先建立一个菜单窗口结构体并定义一个结构变量WinStruct，该结构中共有11个结构元素，分别是10个字符型和1个指针变量，指针变量指向需执行函数。 Typedef struct{ uchar Menulndex；/／当前菜单索引号 uchar BackWinlndex；／／当前窗口的上一窗口索引号 uchar NextDnlndex；／／下一个菜单索引号，按下“上，下”键时当前菜单项上下移动 uchar NextUplndex；／／或可修改参数数值向上下循环变化 uchar NextLIndex；／／下一个菜单索引号，按下“左，右”键时当前菜单项左右移动 uchar NextRtlndex；／／或在可修改参数位置上左右移动 uchar Key CrState；／／按下“回车”键时用户选择确认或参数输入确定 uchar KeyBackState；／／按下“退回”键时用户退出当前窗口，返回上一窗口 uchar KeyPlus； / / 按下“加”键，可修改参数加1；uchar KeyMinus； / / 按下“减”键，可修改参数减1；
void( CurrentOperate)（）；／／当前状态应该执行的功能操作 }WinStruct；菜单项在LCD上显示，通过建立菜单项结构体，定义一个结构变量 MenuStruct。如下： Typedef struct{ uchar Menulndex；／／当前菜单索引号 uchar NextWinlndex；／／下一窗口索引号 uchar cursor_page ：／／菜单项起始页位置 uchar cursor_col; / / 菜单项起始行位置 uchar type ； / / 菜单项显示的数据类型，16x16或16x8点阵等 uchar *data；/ / 指向显示数据区 uchar dataNum；/ / 需要显示的数据的个数 uchar black； / / 是否反显菜单项 uchar modify ； / / 数据是否需要修改 } MenuStruct；
2．3 人机界面设计
人机交互设计的重点在于界面的显示、滚屏、光标的管理及参数的显示、修改和保存。系统在内存中特定区域开辟了1个LCD显示缓冲区，将要显示的整个窗口的点阵数据存放在此区间。LCD的显示程序从此区间中读取数据到LCD点阵数据存储区，借此，LCD显示程序可管理用户交互界面。用户可以用8个按键(向上、向下、向左、向右、确定、返回、加、减)在菜单方式下实现人机交互。
参数的输入、输出显示和保存是人机交互界面设计的重要环节。
下面以第二级菜单中的参数设置为例，进行详细介绍。在主菜单下，将光标移到“参数设置”，按下“确定”键，进入“参数设置”菜单。显示的内容有：设备参数，投切条件，保护定值，电容参数，时钟校准，通讯参数，等等。
装置出厂前已经对各参数进行初始化，存储在二维数组Array[19][5]中，每个参数一行，参数每一位的值都对应存储在数组中的相应位置。定义一个指针P指向Array，表示光标的位置，当然，进入“参数设置”菜单时P=Array[0][0]，光标在首行的第一个X的位置，表示选中该参数位。按下“向上”、“向下”、“向左”、“向右”四个方向键来移动光标到待修改的那一位数字上时，P=Array[i][j]则根据按下的键不同而作相应的修改，一般如下：向上，i-1；向下，i +1；向左，j-1；向右，j+1。当然，首先要对原来的i，进行判断。遇到特殊情况要特殊处理。如光标原在某行的第一个参数位上，j= 0，按下向左的键则不改变光标。
选定待修改的那一位参数后，按“修改”键进行参数值的修改。过程如下：读取光标所在的那一位数字的值，每按一次加键，该值加1(在0—9之间循环)，每按一次减键，该值减1(在0—9之间循环)。修改完一位后，把改值写入Array[i][j]，移动光标继续修改其他的参数。一行参数修改完，经核对无误后按“确定”键(每按一次“确定”确认一行)，新的参数值被修改存入机内对应的EEPROM 地址中。参数全部修改完后需要重新开机，否则修改无效。3 结束语
本文构建了基于MSP430F149、OCM12864图形点阵液晶模块和键盘的中文人机交互界面，实现了中文菜单显示及参数的输入、显示、修改和保存等功能，完成了系统所要求的显示任务。此方法也同样适应用于ARM7与DSP其他微控制器LCD液晶人机界面上。
本文创新点:充分利用了OCM12864的硬件资源,实现了友好的人机界面,并且文中介绍的方法具有非常好的灵活性和良好的可维护性，程序员可以在需要的时候很方便地修改菜单和增加子菜单，而不至于影响系统软件原有的结构，而且在此菜单编程方法基础上进行改进，还可增加滚屏，自动翻页等功能。
单片机MSP430F149-DS1302读写及串口收发程序
/******************************************************** * 文件名称： * IIC.c * 文件说明： * 使用口线模拟IIC * 程序使用波特率为2400，程序运行时需要在pc机上使用一个串口* 接收发送程序，任意发送字符，接收的字符为十六进制时间数据* MSP-FET430P149 Demo - Basic Clock, MCLK Sourced from HF XTAL XT2 * L.TCH * Feb 2007 * Built with IAR Embedded Workbench Version: 3.10A *******************************************************/ /*********************************************************/ #include
组态人机界面与单片机通信案例
组态人机界面与单片机通信案例 很多时候，工业控制或者产品设计方面受到PLC这种功能确定，扩展麻烦，成本昂贵等方面的制约因素，需要独立开发一种特殊功能，但是又需要连接触摸屏通讯，工程师在这个方面往往需要花费很大功夫，现在我要帮大家解决的问题就是单片机与人机界面触摸屏通讯的最简单，最有效的2种方法，其实就是分为2种通讯协议，即工业标准的Modbus RTU协议和工程师自己定义的自由协议。 本实例采用微嵌组态软件，因为公司提供一系列的技术支持和公布单片机源代码，加上公司的人机界面支持自由协议等等先天优势，开发工程方便有效。方案比较： 方案一modbus—rtu协议： 优点：工业标准通讯协议，具有通用性，，传输数据量大 缺点：需要时间去了解协议的格式和以及按照规定编写通讯程序（需要MODBU S-RTU源代码） 方案二自由协议： 优点：数据格式客户自己定义，灵活多变，定制性强，可以模拟任何已知报文的通讯协议 缺点：传输数据量不大，通用性不强，移植不方便 工程师可以根据以上两种通讯协议的优缺点来选择理想的方案；
新建一个工程文件 型号对应的是公司出产产品型号。新增一个通信口，微嵌的人机界面有两个通讯口COM1，COM2，这两个串口既可以做RS232，又可以做RS485，通讯协议对应的是单片机工程师需要用到的协议，其中有modbus RTU协议，自由协议Free Protocol，当然还包括西门子S7-200，台达PLC，欧姆龙，三菱等协议，这里我们选择COM1自由协议Free Protocol，通讯速率57600，数据位8,1位停止位，偶校验：
首先我们随便建一个比较简单实用的画面，用位按钮开关控制单片机的指示灯，采集单片机的模拟数据显示在组态软件的数码管（可以通过电脑串口连接单片机在线模拟实际应用）
msp430f149技术资料
MSP430是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐.它采用16位的总线，外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,还可以外扩展存储器。具有统一的中断管理，具有丰富的片上外围模块，片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位的模数转换器、一个看门狗、6路P口、两路USART通信端口、一个比较器、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟，支持8M的时钟。由于为FLASH型,则可以在线对单片机进行调试和下载,且JTAG口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL)的相连,不须另外的仿真工具,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小,测量结果为100mw左右的功耗(电流为14mA左右),可靠性能好,加强电干扰运行不受影响，适应工业级的运行环境,适合与做手柄之类的自动控制的设备.我们相信MSP430单片机将会在工程技术应用中得以广泛应用,而且,它是通向DSP系列的桥梁,随着自动控制的高速化和低功耗化，MSP430系列将会得到越来越多人的喜爱。 第三章MSP430F149 资源的应用介绍及开发 第一节中断介绍及存储器段介绍 中断在MSP430中得以广泛的应用，它可以快速进入中断程序，之后返回中断前的状态，其时序为：PC执行程序中断允许置位SR中的GIE置位 EINT（中断开）中断到，中断标志位（IFG）置位从中断向量表中读取中断程序的入口地址，进入中断程序执行中断程序中断允许位复位 RETI中断返回回到原来地址。具体应用将会在应用程序中的到应用。有关中断源和中断优先级及中断允许位、中断标志位在参考资料1上有详细介绍。 MSP430单片机的片上存储器共为64K，表示为图： 第三节 P 口 MSP430F149有6个8位的P口，其中P1、P2口占两个中断向量，共可以接16 个中断源，还可以直接利用 P口的输入输出寄存器，直接对外进行通信。因为所有的 P口都是和其他外设复用的，因此在用端口之前都要用功能选择寄存器选定所用的功能是外设还是P口，选定之后还要在方向寄存器中确定是是输出还是输入， 第四节定时器及数模转换 MSP430 中有两个 16 位定时器，还可以利用看门狗定时器。由于定时器的是 16 位的，则可以在秒数量级上定时，且具有 2个中断向量，便于处理各种定时中断。定时器的应用在 F149中具有举足轻重的作用，可以利用 MSP430F149 中的定时器的比较模式产生 PWM（数字脉冲调制）波形，再经过低通滤波器产生任意函数的波形，也就是说，可以通过定时器的比较模式实现数模转换功能。另
在工业设计中人机界面设计的应用
在工业设计中人机界面设计的应用 在工业设计中人机界面设计的应用 一、界面设计与工业设计之渊源 界面设计和工业设计在基本思想与内容上有很多一致性。 首先，在基本思想方面，工业设计的观点是要把包括对美的追求在内的精神、文化因素融入到物质产品中去，即创造的产品应同时满足人们的物质与文化需求。这与界面设计的基本理论即产品设计要适合人的生理，心理因素，与工业设计的基本观念“创造的产品应同时满足人们的物质与文化需求”，意义基本相同，侧重稍有不同。 其次，关于工业设计与界面设计的不同，有一种说法是：界面设计是以研究与处理“人与物”之间的信息传递为主。而工业设计则以研究与处理“人与物”之间的各种关系。特别是对较复杂的产品，工业设计并不深入研究科学技术的具体细节。界面设计虽然也是既研究“机”，也研究“人”，研究人生理学和心理学等方面的各种因素。但研究“机”，一般是指其中与人发生直接关系的部分，不一定深入追究“机”的原理与构造研究“人”，则仅研究与“机”相关的生理、心理学等方面的各种因素。简言之，工业设计与界面设计同样都是研究人与物之间的关系，研究人与物交接界面上的问题。
二、信息时代工业设计呼唤界面设计 当机械大工业发展起来的时候，如何有效操纵和控制产品或机械的问题导致了人机工程学。二战后，随着体力的简单劳动转向脑力的复杂劳动，人体工学也进一步地扩大到人的思维能力的设计方面。”使设计能够支持、解放、扩展人的脑力劳动“。在信息时代，满足了物质需求的情况下，人们追求自身个性的发展和情感诉求，设计必须要着重对人的情感需求进行考虑。设计因素复杂化导致设计评价标准困难化。个性化的设计作品能否被消费者所认同7新产品开发能不能被市场所接受7在目前，我国大部分企业实力还并不强大，设计开发失利承受力还不很强的情况下，如何系统地、有根据地认识、评价设计，使其符合市场，就需要对设计因素再认识。利用界面分析法，正是使设计因素条理化，避免将人作为“生物人”的片面和走出笼统地说“设计＝科学＋艺术”的简单误区。对许多以微电子机制的产品而言，由于功能的执行不再是传统的可感知方式，而是电子的无形运作，造成了产品外观形式无法解释和表达其内部功能及使用状态。于是在使用者与产品之间便构筑了所谓用户界面（User Interface），籍以实现人机之间的沟通和交流。 随着科技渗透到我们的日常生活中，用户界面的出现日益普遍，其主要形式有：数字产品（信息产品）的使用操作界面，如收音机、PDA、rnp3播放器，电脑软界面以及网页界面等。随着电子技术日益发展，尤其是科技应用带给人类的愉悦和体验，电子数字产品必将更加深入地影响生活的各个方面和层面。将有越来越多的关于界面的问题出现，
人机界面设计(含案例分析)
人机界面设计（含案例分析） 家电（冰箱）Haier/海尔 BCD-231WDBB 场所：冰箱是家用厨房内最为常见的家电产品之一。在公共空间比 如餐厅，酒店也都有配备。 作用：冰箱使食物或其他物品保持冷态，具有储藏，冷冻的功能。 人机界面分析： 把手： ①位置：把手设计符合大众身高结构，一般根据实际冰箱高度设 计，比如此冰箱总高1722mm，三门设计，把手分别在550mm左 右、950mm左右、1300mm左右。 ②形状：此冰箱把手属于隐藏式把手设计，使机器整体统一美观。 把手形状呈长方形凹槽，适用于大多数家庭成员的高度差异。 ③功能：此把手设计即运用手部动作，通过抓、拉来实施对冰 箱门的控制。外观大方，开门方便，不积灰尘，容易清理。 存储空间： ①位置：此冰箱为三门设计，区分两个不同的存储空间，分别 是冷藏室和冷冻室。上门与下门等比例分布，中门5°C--- 18°C全温区变温。 ②形状：三个存储空间均为长方形，中间有长方形隔板分割， 阶梯式分割方式，适用于不同食材的存放。冷冻室采用抽屉设 计，极大拓展了冷冻空间，抽屉装饰有仿金属材质亮银色饰 条，质感强，坚固耐用。 ③功能：冷藏室主要储存新鲜的食物或是烹饪过的食物，海鲜肉类在放入 冷藏室24小时低温排毒后放入冷冻室保存。冷冻室一般保存海鲜肉类等需 要保存较长时间不使用的食物。 显示部分、按钮： ①位置：显示部分、按钮一般在人眼可以看见，手可以触及的范围内。此 冰箱在面板中间高约1650mm的位置。 ②形状：此冰箱显示按钮部分为竖立的长方形，与整体机器相统一，整体 感强。从上到下分为四个区域，用黑色实线区分，分别是温区选择、温度 调节、功能选择和设定。上面三个区域为LED灯的液晶显示，设定按钮呈圆形，触摸式按钮，反应灵敏好操作。
MSP430F149中文资料.pdf
MSP430单片机的开发及应用 设计人：陈小忠 西安邮电学院电子信息工程系电子0002班 西安邮电学院63# 710061 2003年7月
目录 第一章概述 第二章MSP430 F149语言介绍 第一节开发环境及程序下载 第二节语言介绍 第三章MSP430F149 资源的应用介绍及开发第一节中断介绍及存储器段介绍 第二节硬件乘法器 第三节P口 第四节定时器及数模转换 第五节时钟模块 第六节USART通信模块 第七节比较器 第八节模数转换 第四章MSP430F149开发板的介绍及测试 第一节模数转换模块 第二节传感器模块 第三节外存和实时时钟模块 第四节485和232模块 第五节电源管理模块及晶振模块 第六节PWM波形滤波
第一章概述 MSP430是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH 的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐.它采用16位的总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,还可以外扩展存储器.具有统一的中断管理,具有丰富的片上外围模块,片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位的模数转换器、一个看门狗、6路P口、两路USART 通信端口、一个比较器、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟,支持8M 的时钟.由于为FLASH 型,则可以在线对单片机进行调试和下载,且JTAG口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL)的相连,不须另外的仿真工具,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小,测量结果为100mw左右的功耗(电流为14mA左右),可靠性能好,加强电干扰运行不受影响，适应工业级的运行环境,适合与做手柄之类的自动控制的设备.我们相信MSP430单片机将会在工程技术应用中得以广泛应用,而且,它是通向DSP系列的桥梁,随着自动控制的高速化和低功耗化 , MSP430系列将会得到越来越多人的喜爱.通过两过多月的毕业设计,我对MSP430有了初步了解,对内部的硬件资源和自身的汇编语法进行了实验,并开发了一个应用板,并进行了调试.鉴于时间和能力有限,没能对所有的应用一一实验. 第二章 MSP430 F149语言介绍 MSP430是德州公司的新产品,有独特的开发环境和自身语言,下面是我在毕业设计中对 F149的开发环境熟悉中遇到的一些问题的处理和汇编语言的用法及程序中遇到的问题的体会. 第一节开发环境及程序下载 1.开发环境:在EW23环境下进行编程,汇编,连接,在C—SPY环境下进行调试,下载是在连接之后,调试之前,通过计算机的串口下载的.关于环境的操作,可以参考有关资料,其中可能遇到的问题及解决方法有:
基于图形化编程语言的列车人机界面设计
do:i 10.3969/.j issn .1672 6073.2011.01.016 都市快轨交通 第24卷第1期2011年2 月 学术探讨 基于图形化编程语言的列车人机界面设计 客金坤 梅 樱 郭红卫 刘志刚 (北京交通大学电气工程学院 北京 100044) 摘 要 详细介绍一种适用于城市地铁车辆人机界面的设计方案。通过对比分析,选择功能强大的x86架构硬件平台、开源但稳定性好的L i nux 系统及图形化编程语言Lab V I E W 。组建并论述人机界面的整体架构和各个界面的对应功能,实验结果验证了系统设计方案的正确性和优越性。 关键词 城市轨道交通 地铁车辆 人机界面 图形化编程 L inux 可靠性 中图分类号 U 239.5;U 231.6 文章标志码 A 文章编号 1672 6073(2011)01 0065 04 1 地铁车辆人机界面 在列车运行控制系统中,车载人机界面是车载设备与驾驶员进行信息交互的平台,是列车运行控制系统的一个重要组成部分。随着现代微机控制的地铁车辆中司机需要的信息日益增加,传统司机室以模拟仪表和指示灯为主的显示方式已经不能适应现代地铁车辆的需要,由此应运而生了基于平板显示器和微机结合构成的智能终端。这种终端具有显示容量大、信息集成显示、信息可存储等特点,使机车司机室的显示装置简洁化和标准化。通过智能终端提供友好的车载人机界面,司机可以对列车的相关参数进行设置,实时地得到有关列车和线路的相关状态和数据,对车载设备发出的命令和警告及时进行响应。 基于此,笔者在平板电脑功能强大的硬件平台上,在L i nux 操作系统下,用L ab V I EW 开发了一个适用于城市地铁车辆的人机界面。 2 系统整体方案设计 目前,人机界面的开发硬件平台主要是基于ARM 收稿日期:2010 04 23 修回日期:2010 05 14 作者简介:客金坤,男,硕士研究生,从事电力电子与电力传动的研 究,k e j i nku n @gm a i .l com 基金项目: 十一五 国家科技支撑计划重点项目(2007BAA12B07) 和x86两种架构,操作系统主要是W inCE 、L i nux 、 Vx W or ks ,编程语言多采用文本编程语言或组态软件等。其中,人机界面的开发方案主要为以上不同硬件平台、操作系统及编程语言的组合。 2.1 硬件平台的选择 相比x86架构的处理器硬件平台,低功耗是AR M 架构的优势,但硬件资源(如处理器性能、存储容量等)明显不如x86架构的硬件平台。列车对功耗的要求并不像手机等移动设备那么苛刻,而对人机界面的性能要求比较高,因此x86架构的硬件平台更适合做车载人机界面的开发。另外,车上电磁环境恶劣且机械振动强烈,要求人机界面的硬件有很好的抗电磁和抗振能力,有比较大的存储能力。 基于以上原因,选择了一款平板电脑PPC104。它采用的是威盛的工业主板VB7007,其中央处理器采用业界领先的低功耗、高性能V I A C7 D 1.5处理器,提供了极其出色的低功耗、无噪声的理想应用系统,带有1GB 的内存;出于列车机械振动的考虑,硬盘选择了8GB 的固态硬盘,增强了整个系统的可靠性;主板的接口丰富,有双网卡、4个CO M 端口和4个USB 2.0接口;显示屏采用10.4英寸高亮度TFT 显示器及高端5线电阻触摸屏,能提供清晰优异的显示效果和简单准确的触摸操作。 2.2 操作系统的选择 由于列车的人机界面对操作系统的安全性、可靠性、可用性要求非常高,因此操作系统系统必须能保证安全、可靠、不间断地工作。 W i nCE 、L i nux 、V x wor ks 是做人机界面3种常用的操作系统。W inCE 开发周期短,但稳定性不如其他两种操作系统;且W inCE 是收费的,每个产品都要向微软买一个许可证,大大增加了产品的成本。Vx W orks 以其良好的可靠性和卓越的实时性,被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及对实时性要求极高的领域中,如卫星通信、军事演习、弹道制导、飞 65
人机界面设计研究_
第二章文献综述 2.1人机界面概述 2.1.1人机界面定义 人机界面存在于人—物信息交流的过程，甚至可以说，人物信息交流的一切领域都属于人机界面，它的内涵是极其广泛的。它反映着人—物之间的关系。 人机界面（Human-Machine Interface），是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面操作简单、美观易懂，且具有引导功能，使用户感觉愉悦、兴趣浓厚，从而提高使用效率。 自20世纪90年代，人机交互界面作为一个独立、重要的研究领域，日益受到各界人士的广泛关注。 2.1.1.1广义人机界面 广义的人机界面是指，人与机器之间存在一个相互作用的“面”，称为人—机界面，人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在这个界面上。机器通过各种显示作用于人，实现与人的信息传递；人通过眼、耳等感觉器官接收来自机器的信息，经过人脑的加工处理，做出反应，从而实现人—机的信息交互。我们可以把人机界面看作是一个交互系统，在分析人机界面系统模型时，建立并分析人的行为模型，从而建立并分析人机界面系统。所以，人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。人机界面的研究主要是：显示与控制。（如图2.1所示）
图2.1 人机系统模型 2.1.1.2狭义人机界面 狭义的人机界面是指计算机系统内的人机界面（Human-Computer Interface，HCI），又指人机接口、用户界面（User Interface）。它是计算机科学的一个分支。人机界面是人与计算机之间信息传递的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。它是计算机科学与认知心理学两大科学相结合的产物，涉及到计算机技术，如人工智能、自然语言处理、多媒体系统等，同时也吸收了语言学、人机工程学、图形艺术、社会学的研究成果。近年来，随着计算机技术和网络技术的迅速发展，人机界面设计和开发已经成为国际计算机界最活跃的研究领域。 计算机系统是由计算机的硬件、软件和人构成的系统，人与硬件和软件结合 构成了人机界面。人机界面设计师的主要作用是协调计算机硬界面与软界面之间的关系。（如图2.2所示）
人机界面设计毕业论文中英翻译
良好的界面设计非常重要，因为与系统的其他特性相比，系统界面容易给用户留下更深刻的印象。毕竟，用户往往会从系统的可用性角度来审视一个系统，而不是从它如何巧妙地执行了其内部任务这个角度。从用户的视角来说，他们可能会根据系统界面在具有竟争性系统之间做出选择。因此，系统界面的设计可能成为判定一个软件工程项目是否成功的最终决定因素。 由于这些原因，人机界面在软件开发项目的需求分析阶段已经成为一个很重要的关注点，它发展为软件工程的一个子领域。事实上，有些人主张人机界面的研究是一个完全独立的领域。 对人机界面设计的研究主要来自于称为人体工程学(ergonomic)和知行学(cognetic)的工程领域，人体工程学处理协调人类体能的设计系统，;知行学处理协调人类精神能力的设计系统。这两个学科中，人体工程学更好理解一些，主要是因为人类已经跟机器打了儿个世纪的交道。这些例子有:古代工具、武器和运输系统。这些历史大部分是不证自明的，但是有时人体工程学的应用与直觉是相反的。一个经常被提到的例子就是打字机键盘(现在已经衍生为电脑键盘)的设计，其中键被有意排列，以降低打字员的速度，这样早期机器上使用的分层机械系统就不会卡住。 相反，与机器的精神交互是一个相对新的现象。因此知行学在富有成效的研究和洞察力启发方面拥有更高的潜力。通常这些研究成果更具有它们的精妙之处。比如，从表面上看人类的良好习惯有助于提高效率，但有些习惯也会导致一些错误，即使界面设计本意上是要解决问题的。考虑一下用户要求操作系统删除一个文件的过程，为了防.止误删，大部分系统都会要求用户确认一个请求，这可能会通过一个“你是否真的想删除这个文件”的信息加以确认。乍一看，!这个确认信息好像解决了误删的问题，但是使用了这个系统一段时间后，用户会养成习惯，自动回答这个要求为“是”的信息。这样，这个删除文件的任务就从包含删除命令和对问题思考后的响应的两步过程，变成了“删除一是”的一步处理过程，这就意味着当用户意识到提交了错误的删除要求时，这个请求其实已经被确认，文件也己经被删除。 当人们需要使用几个应用软件包时，习惯的形成也可能会带来问题。这些软件包的界面可能相似，但还是有些不同的。相似的用户操作可能会导致不同的系统响应，或类似的系统响应可能需要不同的用户操作。所以在这种情况下，在某种应用软件上养成的操作习惯可能会在其他应用软件上导致错误的发生。 另外一个与人机界面设计研究有关的人类特质就是人类注意力的狭隘性，也就是当集中度增加时，人类注意力往往变得更加专注。随着人类越来越专注于手头上的工作，打破这种专注也越来越困难。1972年.一架商务飞机因为飞行员太过专注于降落器的问题(实际上，是在处理改变降落齿轮指示灯的过程中)，尽管当时在驾驶舱里的警报已经很响了，飞机还是笔直地撞向地面，造成空难的发生。 个人计算机的界面中经常会出现一些小状况。比如，大小写灯是为了显示键盘处在大写键锁定模式下(即“大写锁定”键被按了)。但是，如果有人不小心按了大小写按键，直到 奇异的字符出现在屏幕_匕用户才会注意到灯的变化。即使如此，用户依然会迷茫一会才会发现问题的原因。从某种意义上来说，用户看不到大小写灯的变化是很正常的，因为键盘的指示灯不在用户的视线范围之内。但是，通常用户不能注意到直接放置在他们视线中的指示灯。比如，用户会专注于他们的工作而无法发现显示器上光标的形状，即使观察光标是他们的工作之一。 还有另外一个在界面设计阶段必须预先考虑的人类特质就是并行处理多个事情时有限的思考能力。在195年《心理评论》的一篇文章中，George https://www.360docs.net/doc/f518626556.html,ler的研究表明，人类大脑在同一时间最多处理7个细节问题。因此，界面被设计成:当决定需要时，界面_L要呈现所有相关的信息，而不是依赖于人类用户的记忆，这是非常重要的。特别地，要求人类记住先
基于MSP430F149单片机毕业论中英文对照资料外文翻译文献
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基于MSP430F149单片机的最小系统设计及其应用 摘要：单片机最小系统，或称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对于MSP430系列单片机来说，最小系统一般包括：单片机，电源模块，晶振模块，复位电路模块，JTAG接口电路。本文介绍了MSP430F149单片机的特点及基于 MSP430F149单片机的最小系统设计及其应用，并介绍了各模块的组成及功能。包括数码管显示模块，LED灯显示模块，LCD液晶显示模块，8位独立键盘等电路模块及扩展应用。该最小系统可进行在线下载，仿真和调试，经实验证明原理正确可靠，可以广泛应用于教学，科研和电子设计领域。通过加载相应模块可以制作成实用的产品，具有很大的实用性。 关键词MSP430；最小系统；电路设计；仿真；调试 随着现代电子技术和计算机技术的飞速发展,单片机技术已经渗透到人类生活的各个方面，在自动化装置、智能化仪器仪表、过程控制和家用电器等许多领域得到日益广泛的应用, 单片机家族也越来越庞大,品种越来越多,且在技术上各有特色, 美国德州仪器公司（TI公司）新推出的MSP430F149单片机功耗低, 功能强大, 为广大硬件设计师所青睐。单片机芯片配以必要的外部器件，一般包括电源供入及电源开关、复位电路、晶振、输入输出电路等就能构成最小系统，结构简单。MSP430F149芯片有60KB+256字节FLASH，2KBRAM，包括基本时钟模块、看门狗定时器、带3个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、带7个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A/D转换器、2个串行通信接口等模块。MSP430F149芯片具有如下特点: （1）功耗低：电压2.2V、时钟频率1MHz时，活动模式芯片电流为200μA，关闭模式时电流仅为0.1A；（2）高效16位RISC-CPU，27条指令，8MHz时钟频率时，指令周期时间为125ns，绝大多数指令在一个时钟周期完成；（3）低电压供电、宽工作电压范围：1.8～3.6V；（4）灵活的时钟系统：两个外部时钟和一个内部时钟；（5）低时钟频率可实现高速通信；（6）具有串行在线编程能力；（7）强大的中断功能；（8）唤醒时间短，从低功耗模式下唤醒仅需6μs；
嵌入式人机界面,PLC与单片机人机界面
嵌入式人机界面，PLC与单片机人机界面 广州易显工控-嵌入式人机界面，PLC与单片机人机界面，支持各种PLC与单片机使用，驱动控制7至55寸触摸屏、显示器、电视机。专业上位机人机界面组态软件HMIMaker，专为广州易显工控的嵌入式工控机和触摸屏而开发的界面编辑设计软件！具有绘图、按钮、位开关、字符控件、数据监控、实时曲线、动态图片、用户与密码设置等功能，完善的界面设计控件和通讯协议，使用简单，灵活，方便。只需用单机机或PLC通过串口简单发送指令，您的显示部分就一切轻松搞定！"所见即所得"、"0"代码！快速生成超炫图形界面设计，如"制作PPT"一样容易、快速！支持离线和在线模拟，快速验证您的设计效果，方便设计和调试，大大减轻软件开发人员在人机界面开发的负担和提高开发效率，专心于专业产品的开发，避免重复性劳动。为您大大地短了产品的开发周期。 人机界面组态软件HMIMaker有以下几方面的功能： （1）强大的界面显示组态功能。可视化的风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控仵和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观。可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来。 （2）良好的开放性。指组态软件能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。组态软件向下应能与低层的数据采集设备通信，向上能与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。 (3) 丰富的功能模块。提供丰富的控件功能库，满足用户的测控要求和现场需求。利用各种功能模块，完成实时监控产生功能报表显示历史曲线、实时曲线、提示报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作，系统既叫适用于单机集中式控制、DCS分布式控制，也可以是带远程遇信能力的远程测控系统． （4）强大的数据库。配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散量、字符型等，实现与外部设备的数据交换。 （5）可编程的命令语言。有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编鸾程序，蹭强图形界面 （6）周密的系统安全防范，对不同的操作者，赋予不同的操作权眼，保证整个系统的安全可靠运行。 （7）仿真功能．捉供强大的仿真功能使系统并行设计，从而缩短开发周期。 广州易显工控-嵌入式工控机与触摸屏显示器将串口和其它工业级功能集成到了一个坚固、紧凑的金属机箱中确保最大可靠性的防振性能，采用高强度铝合金结构，是用于强大通讯应用的理想选择。嵌入式工控机非常适合在嵌入式PC应用中使用，全数字化设计，无操作系统，省去操作系统崩溃的担忧，开机无需等待，通电即进入操作界面，无需等待。显示稳定可靠，抗强电磁干扰，超低功耗，高性价比，刷新速度快，长期运行，稳定可靠。 1、具有各种通讯协议的功能，比如各PLC（三菱、西门子、台达等）通讯协议，modbus 通讯协议，易显科技协议，I2C协议,自由协议，用户直接使用，无需另外开发。 2、支持各种单片机通讯，比如51,PIC,DSP,ARM等单片机。开发简单，容易。 3、支持RS232，RS485,以太网，单片机TTL串口，单片机I2C等通讯，可以定做开发。 4、支持USB鼠标、USB键盘、SD卡小硬盘，U盘，无线键盘,语言播放功能。 5、支持宽屏显示800X600，1024X768，1280X1024，1366X768，1440X900等分辨率。 广州易显工控-嵌入式人机界面，PLC与单片机人机界面，提供完整的控制和通讯功能，
《人机交互技术》实验十典型软件人机界面设计评价
重庆邮电大学移通学院 学生实验报告 实验名称：典型软件人机界面设计评价 专业班级: 数字媒体技术02141401 姓名: 罗钧______________ 学号: ___________ xxx ________ 实验日期:___________ 2017、6、6 _________
实验十：典型软件人机界面设计评价 (1)了解人机交互的质量与要求与评测方法； (2)熟悉本书10、5节“软件人机界面的评价” 介绍的评价指标与评价方 法,并应用此方法对著名软件产品进行测试评价，提高自己对人机交互界面设计水 平的鉴赏能力。 二、工具/准备工作 需要准备一台带有浏览器，能够访问因特网的计算机。 三、实验内容与步骤 软件名称光影魔术手软件大小19、3 MB 软件版本4、4、1 软件授权永久免费 使用平台XP / Vista / Win7 / Win8 评测时间2017-6-6 序 号内容 评价 1很不满意2不满意3中立4满意5非常满意 1 屏幕上字符的可读性V 2 屏幕布局V 3 各帧屏幕次序V 4 色彩搭配 5 r V 6 颜色搭配就是否考虑色盲使用 1 整个系统术语使用V 2 r V 3 使用的术语就是否熟悉V 4 术语与任务就是否相关V 5 缩略词用法V 6 屏幕上的信息V 7 屏幕上说明性的描述或标题V 8 重要信息就是否突出V 9 信息组织的逻辑性V 10 屏幕不冋类型信息的区分V 11 用户输入信息的位置与格式V 1 始终由用户帮助告知在做什么V 2 出错信息的有用度V 3 纠正用户的错误V 实验目的
240，: 196 四、实验总结 这次实验课结合了之前所学的理论基础，实际下载了光影魔术手这款软件，虽然很多年没用这款软件了，可就是其功能变化并不大，仅仅就是界面做了更新，作为一款入门的后期处理软件，其功能上远不如美图秀秀等简单易用，而与专业修图软件Lightroom或者ACR相比很多 术语不准确且不全面，所以其定位比较尴尬。 在课程探究过程当中，不仅提高了我们对知识的检索能力，还提高了我们的概括梳理能力并且深入思考了一些问题，受益匪浅。 五、实验评价（教师）
人机界面设计
人机界面设计 1.人机界面是什么？（P5） 人机界面是一类特殊的软件，它帮助实现计算机硬件、软件和人三者之间进行恰当联系和协调一致的工作。简单地说，人机界面是专门处理人机交互活动的软件，它是人与硬件、软件的交叉部分。 2.广义的人机界面：（P5） 在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用“面”，称为人机界面，人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。 人机界面的设计直接关系到人际关系的合理性，研究人机界面主要是针对显示和控制两个问题。 3.狭义的人机界面：（P5） 狭义的人机界面是指计算机中的人机界面。人机界面又称人机接口、用户界面、人机交互，是计算机中最年轻的分支科学之一。 4.人与计算机的交互式通过用户界面来实现的。（P5） 5.人机界面学是计算机科学、人类工程学和认知心理学等学科相结合的产物。它还涉及哲学、医学、语言学、社会学等，是名副其实的跨科学、综合性的科学。（P5） 6.人机系统的组合（P16） 完整的人机系统包括人、机、人机之间的界面和人机系统所处的环境。 7.随着计算机技术、网络技术的发展，人机界面将朝那几个方向发展？/试描述人机界面的发展趋势。（P24） ①高科技化——信息技术的革命，带来了计算机业的巨大变革。各类在计算系统中各显其能，使产品的造型设计更加丰富多彩，给设计师提供了更为广阔的造型空间，使其能充分利用先进的计算机技术，设计出优美的造型，大幅度的缩短了产品开发周期和上市时间， 机具 本体 人机界面 感觉 运动器官 显示器 操作器 中枢神 经系统 人子系统 机子系统 环境
为企业赢得市场，也为用户建立起一种良好的实现功能的桥梁。 ②自然化——尽可能使用自然语言，发展图、文、声、光等多种形式，是画面更加生动、逼真甚至超过人的现实生活，这正是虚拟现实所追求的目标。 ③人性化——现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。一方面要求产品功能齐全、高效，适合人的操作使用，另一发面又要满足人们的审美和认知需要。 8. 描述人机界面和软件界面的概念。 1.狭义上说，软件界面就是指软件中面向操作者而专门设计的用于操作使用及反馈信息的指令部分。优秀的软件界面有简便易用，突出重点，容错高等特点。而广义上讲，软件界面就是某样事物面向外界而展示其特点及功用的组成部分的界面。 2.人机界面：以上2，3小点。 9.人机界面的基本概念(P30) ①交互(会话)是两个或多个相关的，但有时自主的实体间进行一系列信息交换的交互作用过程。强调实体的自主性是为了在行为上保证会话是独立的。 ②人机交互（人机会话）是指人与计算机之间使用某种会话语言，以一定的方式，为完成确定任务而进行的人际之间的信息交换过程。 ③人机交互系统是指实际完成人机交互的系统，可以认为它是由参与交互的各方面组成，如包括任何计算机双方的人机交互系统。广义地讲，交互系统的组成包括参与交互的实体和实体间的交互作用及其环境。 ④人机交互方式是指人机之间交换信息的组织形式或语言方式，又称会话方式、交互技术等。人们通过不同的人机交互方式实际完成人向计算机输入信息及计算机向人输出信息。（问答式会话，菜单技术，命令语言，表单技术，查询语言，自然语言，图形方式及直接操纵等—常用的方式） ⑤交互媒体是指用户和计算机进行人机交互的工具。一般可以分为输入媒体（人向计算机）和输出媒体（计算机向人） ⑥用户友好性是指用户操作系统使用系统时的主观操作的复杂性，如果主观操作复杂性越低，及系统容易被使用，则说明用户友好性越好 ⑦可用性是保证软件产品易学，工作效率高，能给用户带来愉快的体验。 ⑧事件是人机交互活动的时序组织者。 ⑨屏幕是人机交互活动的空间组织者。 ⑩资源是人机交互活动中一种对终端用户透明的、不可见的数据流。 11对象由事件，屏幕，资源所构成。, 10.人机界面的基本特征(P32) ①交互的启动者（计算机启动的交互，用户启动的交互，混合启动的交互） ②交互系统的复杂性是指系统的规模和组织的复杂程度。 ③交互系统的能力是指交互形同对每一用户命令所能完成的工作量。 ④交互系统的信息提交量（反馈：提示信息，帮助信息，出错信息，运行结果信息等） ⑤交互系统的透明性（支持用户开发已执行的系统模型，可以预测系统的行为，可以由用户选择修改交互结构和交互方式）
msp430f149单片机
基于MSP430F149单片机的实验系统设 计
本课题在对MSP430F149单片机了解学习的基础上，研究了基于MSP430F149单片机的实验系统设计，包括单片机的外部接口电路硬件设计和软件开发。本课题具体完成了以下几方面内容。 1．理论知识的学习。学习MSP430F149单片机的内部结构、特点和应用，查阅相关芯片的数据手册，了解各模块电路芯片的工作原理。 2．设计MSP430F149单片机的各种接口电路。确定各模块的外围接口电路，包括A/D转换、D/A转换、键盘接口、数码管显示、温度传感器、实时时钟、非易失性存储器、液晶显示、串行通信等。 3．学习并使用protel 99SE软件绘制电路原理图、PCB板，制作印制电路板。学习MSP430单片机的集成开发环境，编写各模块的接口驱动程序。 4．下载调试各模块接口程序，完善各模块的功能。
系统硬件组成共包括九个模块，分别为MSP430F149单片机最小系统模块，4路A/D转换模块，D/A 转换模块，键盘数码管显示模块，温度传感器模块，实时时钟模块，非易失性存储器模块，液晶显示模块，2路串口通信接口模块。系统软件组成为各个功能模块程序设计，包括七个部分，分别为A/D转换程序，温度传感器显示当前环境中的温度，用液晶来显示实时时钟，通过串口向单片机发送字符，单片机又发回字符给电脑，D/A输出方波，非易失性存储器的读写。系统结构如图2-1所示。 图2-1 系统组成结构 其中，本课题外接模块设计中具有I2C总线接口的电路有温度传感器模块、实时时钟/日历模块、非易失性存储器模块，组成结构如图2-2所示。 图2-2 I2C总线接口模块 本课题设计的基于MSP430单片机的实验系统提供MSP430F149芯片，一路LED灯，I2C总线接口的温度传感器芯片LM75，实时/日历时钟芯片PCF8563，16384（16K）字节EEPROM的非易失性存储器芯片AT24C128，汉字图形点阵液
基于单片机开发的可定制人机交互界面
随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期愈来愈短，因而要求设计者能很快地设计出新产品；而在产品的整体设计中，人机交互界面的设计往往占据着很大一部分工作，这样，不但极大地增加了产品的开发成本而且延长了产品的上市周期。本文论述的基于P89C51RD2的人机交互界面是一种界面可定制、结构紧凑、价格低廉、简单易用、性能优良的通用型人机交互界面，能很好地解决上述问题。 1 系统工作原理 1.1 工作原理 按照实际应用中控制系统的需要及控制系统与人机交互界面的约定，通过PC机上的可视化人机界面定制软件，定制好整个界面信息，再把定制好的界面信息下载到人机交互界面系统中，就可以轻松地实现人机界面的定制。在应用中，人机交互界面通过串行接口与控制系统进行交互，发送按键等信息给控制系统，并接收所需的可变信息，以完成人机交互。 现以空压机控制器的部分人机界面为例来说明相关概念，界面系统示意图如图1所示。相关概念说明如下： ①屏幕，即LCD显示区，由一个或多个屏幕项组成； ②屏幕项，即屏幕里面的按其显示内容的性质差异来划分的一个个整体单元，如文本屏幕项等； ③屏幕项的分类，按其显示内容的性质差异分为文本、整型、浮点型、枚举型、图形等。 整个人机界面系统由一个个存在链接关系的屏幕构成，而每个屏幕又由一个或多个屏幕项组成。各屏幕项有其自身的属性，也存在着某些相互的链接关系(例如，由某个屏幕项链接到另外一个屏)。这样，通过对各屏幕项的合理组织而构成一个链表网络，再通过对此链表网络的操作来实现人机界面的操作，即屏幕的显示操作。
1.2 系统的工作过程 系统的软件部分由用户引导程序和应用程序组成。系统运行后，由用户引导程序决定是执行界面信息的更新还是正常运行。若执行界面信息的更新，则系统通过串行接口从上位机接收界面定制信息，并通过在应用编程(IAP)功能保存所接收的信息，然后通过本地读取新的界面定制信息建立链表网络；若正常运行，则直接从本地读取旧的界面定制信息建立链表网络。应用程序实现的功能包括按键的输入、界面的显示及与控制系统的通信。 2 系统硬件设计及电路原理图 本系统采用Philips公司功能强大、资源丰富的P89C51RD2单片机作为微控制器，通过扩展液晶模块及按键模块来构成人机交互界面。系统的硬件电路原理如图2所示。 2.1 P89C51RD2单片机简介 P89C51RD2是Philips公司内核基于8位80C51单片机的派生产品，在完全保留80C51指令系统和硬件结构的大框架下，进行了多方面的加强、扩展和创新。 P89C51RD2具有64 KB并行可编程的非易失性Flash程序存储器，并可实现对器件串行在系统编程和在应用中编程。 2.2 液晶显示模块 本系统采用的是OCM12864图形点阵液晶显示模块。OCM12864液晶显示模块是128×64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符及图形，可与CPU直接相连；具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线。 2.3 按键输入模块 根据系统的需要，系统至少需要设定如下6个屏幕操作按键：左、右、上、下、换屏、确定按键。其中，左、右键用于切换屏幕项；上、下键用于修改可变屏幕项；确定键用于产生所选屏幕项对应的功能动作；换屏键用于进入所选中项的链
人机界面设计原则
1.以用户为中心的基本设计原则 在系统的设计过程中，设计人员要抓住用户的特征，发现用户的需求。在系统整个开发过程中要不断征求用户的意见，向用户咨询。系统的设计决策要结合用户的工作和应用环境，必须理解用户对系统的要求。最好的方法就是让真实的用户参与开发，这样开发人员就能正确地了解用户的需求和目标，系统就会更加成功。 2．顺序原则 即按照处理事件顺序、访问查看顺序（如由整体到单项，由大到小，由上层到下层等）与控制工艺流程等设计监控管理和人机对话主界面及其二级界面。 3．功能原则 即按照对象应用环境及场合具体使用功能要求，各种子系统控制类型、不同管理对象的同一界面并行处理要求和多项对话交互的同时性要求等，设计分功能区分多级菜单、分层提示信息和多项对话栏并举的窗口等的人机交互界面，从而使用户易于分辨和掌握交互界面的使用规律和特点，提高其友好性和易操作性。 4．一致性原则 包括色彩的一致，操作区域一致，文字的一致。即一方面界面颜色、形状、字体与国家、国际或行业通用标准相一致。另一方面界面颜色、形状、字体自成一体，不同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。界面细节美工设计的一致性使运行人员看界面时感到舒适，从而不分散他的注意力。对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。 5．频率原则 即按照管理对象的对话交互频率高低设计人机界面的层次顺序和对话窗口莱单的显示位置等，提高监控和访问对话频率。 6．重要性原则
即按照管理对象在控制系统中的重要性和全局性水平，设计人机界面的主次菜单和对话窗口的位置和突显性，从而有助于管理人员把握好控制系统的主次，实施好控制决策的顺序，实现最优调度和管理。 7．面向对象原则 即按照操作人员的身份特征和工作性质，设计与之相适应和友好的人机界面。根据其工作需要，宜以弹出式窗口显示提示、引导和帮助信息，从而提高用户的交互水平和效率。 人机交互界面，无论是面向现场控制器还是面向上位监控管理，两者是有密切内在联系的，他们监控和管理的现场设各对象是相同的，因此许多现场设备参数在他们之间是共享和相互传递的。人机界面的标准化设计应是未来的发展方向，因为它确实体现了易憧、简单、实用的基木原则，充分表达了以人为本的设计理念。各种工控组态软件和编程工具为制作精美的人机交互界面提供了强大的支持手段，系统越大越复杂越能体现其优越性。 组态软件人机界面设计步骤 1.界面风格的设计 控制台人机界面选用非标准Windows风格，以实现用户个性化的要求。但考虑到大多数用户对于标准Windows系统较熟悉，在界面设计中尽量兼容标准Windows界面的特征。因为位图按钮可在操作中实现高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表现形式更灵活，同时可以方便用户对控件的识别。但是，界面里使用的对话框、编辑框、组合框等都选用Windows标准控件，对话框中的按钮也使用标准按钮。控件的大小和间距尽量符合Windows界面推荐值的要求。 界面默认窗体的颜色是亮灰色。因为灰色调在不同的光照条件下容易被识别，且避免了色盲用户在使用窗体时带来的不便。为了区分输入和输出，供用户输入的区域使用白色作为底色，能使用户容易看到这是窗体的活动区域；显示区域设为灰色（或窗体颜色），目的是告诉用户那是不可编辑区域。窗体中所有的控件依据Windows界面设计标准采用左对齐的排列方式。对于不同位置上多组控件，各组也是左对齐 2．系统界面布局分析