1.1 人机对话接口电路设计
基于51单片机的人机接口电路设计(贺铁梅)2012.09.08
基于51单片机的人机接口电路设计一、功能描述键盘和显示是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本形式，两种接口设计的好坏，直接影响到人机接口的友好程度。
在对一个系统进行操作时，往往离不开人与机器的对话，人机接口界面可以满足人与机器之间的交流。
可以通过按键将所需要信号与信息输入给系统，经过系统处理后，所期待的效果又可以通过屏幕来显示出来，这样就可以很好的达到人与机器的交流目的。
二、硬件电路图基于51单片机的人机接口电路如图1.1所示。
电路结构包括基本的复位电路、晶振电路、串口程序下载电路、键盘电路及屏幕显示电路。
图1.1 基于51单片机的人机接口电路设计显示电路键盘控制AT89C51图1 人机接口电路结构框图复位电路 晶振电路三、接口定义接口定义说明包括单片机的I/O 口的定义、中断的选择。
在键盘电路中引入了外部中断方式0，减少了CPU 的工作强度。
屏幕接口电路采用的是并行工作方式，51单片的的I/O 口较多，采用并行方式可以增大数据传输的速度，可以将信息实时显示。
具体接口定义如表1.1所示。
表1 A T89C51接口定义I/O 口 定义引脚号 引脚名 接口说明 备注 1~8 P1口 接矩阵键盘 10 RXD 接MAX232 11TXD 接MAX23212 /INT0 接74ls13四输入与非门输出引入中断21 P2.0 接屏幕的RST 22 P2.1 接屏幕的RS 23 P2.2 接屏幕的RW 24 P2.3 接屏幕的E32~38 P0口接屏幕的数据口DB0~DB7 中断类型 中断方式 按键中断中断方式0四、程序流程图1、主程序在主程序中，执行两个任务：1）初始化，键盘初始化，屏幕初始化；2）判断中断是否发生。
程序开始，进行初始化，若有中断发生，则屏幕有相应的显示；若无中断发生，则屏幕不显示或保留原显示，继续等待中断发生。
主程序流程图如图2.1所示。
2、初始化初始化函数主要包括键盘初始化和屏幕初始化。
接口技术-人机对话接口电路设计与实现
中图分类号:TP273+.5 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2009)07-0035-04人机对话接口电路设计与实现徐伟业1,宋宇飞1,纪贤宝1,虞湘宾2(1.南京工程学院通信工程学院,南京210013; 2.南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京210016)摘 要:语音是人类交往的重要手段,当被应用在电子系统中关键的一点就是人机界面要良好。
文中就语音或其他音频信号的人机交互设计了一种实用、良好的接口电路,该电路可以应用到不同的语音智能控制系统中。
关键词:IS D4004;串行外设接口(SPI);语音入Π出Design and implementation of hum an2m achinedialogue interface circuitX U Wei2ye1,S ONG Y u2fei1,J I X ian2bao1,Y U X iang2bin2(1.College of Communication E ngineering,N anjing I nstitute of T echnology,N anjing210013,China;2.School of I nform ation Science and T echnology,N anjing U niversity of Aeronauticsand Astronautics,N anjing210016,China)Abstract:V oice is a very im portant way in human2communication.Excellent human2machine interface becomes a key point in electronic system.A practical and g ood human2machine interface circuit is designed for v oice or other audio signals in this paper.Besides,this circuit can be applied in different v oice intelligent control system.K ey w ords:IS D4004;serial peripheral interface;v oice IΠO0 引言随着通信技术与计算机技术的发展,除了人与人之间的自然语言的通信方式之外,人机对话及智能控制等领域也开始使用语言了,从而使语音合成,语音识别,语音存储和语音回放技术得到越来越广泛的应用。
第十章人机对话接口
一、PC机中的人机输入接口（2）
2、鼠标接口
鼠标用以取代键盘中的光标键，使光标的 移动更为方便和快捷，所以鼠标是一种快速定 位器，图形化操作使鼠标超越了键盘，成为 PC机中使用率最高的输入设备。
当在平面上移动鼠标时，通过机械或光学 的办法把鼠标移动的距离和方向转换成两串脉 冲信号传送给主机，主机上的鼠标驱动程序将 脉冲个数转换成鼠标在水平、垂直方向上的位 移量，从而达到光标迅速移动的目的。
常用鼠标按结构划分可有机械式、光电式、 光机式三种。
二、PC机中的人机输出接口（1）
1、显示器
四、按钮开关与MCS-51接口技术
（1）
1、 设备作用：
常用于人-机对话中的各种命令。
2、 硬件接口：
可以经过74LS244与MCS-51系列单片机连接，处理方法同前；
也可以直接连接P1口等口线或中断输入线等。
在按钮开关的按
下与放开之时，常产
生如右图所示的抖动。
为了防止错误读
入，经常用与非门等
显示器用来显示字符、数据、图形、图像， 是PC系列计算机的最常用输出设备。按结构 形式的不同，可将他分成阴极射线管显示器 （CRT）和平板显示器两大类。
阴极射线管显示器（CRT）技术成熟、价 格低、寿命长，是最常用输出显示设备。
平板显示器按显示原理不同可以有液晶 （LCD）显示器、场致发光（EL）显示器、 等离子体（PDP）显示器、真空荧光（VFD） 显示器等几种。以LCD显示器最为常见。
三态缓冲器74LS244的硬件连接处理方法 与前面扳动开关时相同。
三、拨盘开关与MCS-51接口技术
人机交互接口技术
通过8279扩展的键盘接口电路图
第三章 人机交互接口技术
8279 的编码格式：当有键按下时， 8279 内部 由硬件自动生成一个与之相应的代码，编码的格 式如表3-4所示。
键值：由列扫描信号和行扫描信号组成键值。
第三章 人机交互接口技术
SL0 SL1 SL2
8279
P0.0
~
0.7
DB0
CS A0 RD WR
~
7
A B C
P2.7 P2.6
8031 RD WR ALE/P
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
RL0 RL1 RL2 RL3 RL4 RL5 RL6 RL7Leabharlann CLK SHIFT.
CNTL/S
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
第三章 人机交互接口技术
3.1.4 键盘特殊功能的处理
2、双功能键和多功能键的设计 2）多功能键的设计 设计方法： 选择一个 RAM单元对某一个键按下的次数进行计数，同时 配合一个启动键，当按下启动键时，当前计数值有效，根据 不同的计数值转到相应的程序入口。 采用复合键。将两个或两个以上的键联合，只有当这些键同 时按下的时候，才能转去执行相应的功能程序入口。 为了确保相关键的复合，定义一个引导键，只有该键和 其他键同时按下时，才形成一个复合键，若单纯地按下引导 键，值执行控操作。
人机交互接口
智能硬件设备整合
03
各种智能硬件设备将整合到人机交互接口中，为用户提供更加
便捷和全面的服务。
数据安全与隐私保护问题
数据加密与保护
随着人机交互接口涉及的数据越来越多，如何保障数据的安全性和 隐私性成为了一个重要的问题，需要采取有效的加密和保护措施。
隐私泄露风险
人机交互接口可能会收集用户的个人信息和行为数据，存在隐私泄 露的风险，需要加强监管和管理。
人机交互接口
contents
目录
• 引言 • 人机交互接口技术基础 • 人机交互接口应用场景 • 人机交互接口发展趋势与挑战 • 人机交互接口设计实践案例分享 • 优秀人机交互接口产品赏析与评价
01 引言
目的和背景
目的
介绍人机交互接口的基本概念、原理、技术及应用，使读者对人机交互接口有 全面深入的了解。
选择界面美观、交互丰富、趣味性强的产品，如游戏、音乐播 放器等。
选择内容丰富、益智有趣、可定制性强的产品，如在线教育平 台、智能学习工具等。
根据行业特点和需求，选择符合行业标准、满足专业需求的产 品，如医疗行业的电子病历系统、金融行业的风控系统等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
实践效果
智能音箱在市场上获得良好反响，用户满意度高，成为智能家居领域 的重要产品。
案例二：虚拟现实游戏界面设计
设计背景
设计挑战
虚拟现实技术的快速发展为游戏产业带来 新机遇。
如何设计一款符合虚拟现实特点、易于操 作且沉浸感强的游戏界面。
设计方案
实践效果
采用三维立体设计，营造逼真的游戏环境 ；优化界面布局，降低操作难度；运用动 态视觉效果，增强沉浸感。
背景
《E1接口电路原理》课件
E1接口电路的基本组成
编码器：将数字信号编码为 E1信号
接收器：将数字信号转换为 模拟信号
发送器：将模拟信号转换为 数字信号
解码器：将E1信号解码为数 字信号
线路接口：连接E1线路和设 备
控制单元：控制E1接口电路 的工作状态和参数设置
E1接口电路的工作原理
E1接口电路是一种数字通 信接口，用于传输语音和 数据信号。
稳定性：E1接口电路的稳定性较高，不易受到外界干扰，适合在恶劣环境下使用。
成本：E1接口电路的成本较低，适合大规模部署，与其他通信技术相比，具有较 高的性价比。
应用领域：E1接口电路主要应用于电信、金融、政府等对稳定性和可靠性要求较 高的领域，与其他通信技术相比，应用领域较为单一。
感谢您的观看
汇报人：
同步信号：E1接口的8个同步信号时隙用于传输同步信号
E1接口的信号传输过程
信号接收：E1接口接收来自电信运 营商的模拟信号
信号处理：对数字信号进行编码、 解码、纠错等处理
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
信号转换：将模拟信号转换为数字 信号
信号传输：将处理后的数字信号通 过E1接口传输到其他设备或网络
E1接口电路的技术发展趋势
数字化：E1接口电路将逐渐向数字化方向发展，提高传输效率和稳定性。 集成化：E1接口电路将更加集成化，减少硬件设备的数量和体积，降低成本。 智能化：E1接口电路将更加智能化，具备自我诊断和修复功能，提高系统的可靠性。 网络化：E1接口电路将更加网络化，实现与其他网络设备的互联互通，提高系统的灵活性。
传输数据：E1接口可以传输大量的数据，适用于物联网设备之间的数据传输。
连接设备：E1接口可以连接各种物联网设备，如传感器、控制器等。 网络通信：E1接口可以用于物联网设备的网络通信，如Wi-Fi、蓝牙等。 控制设备：E1接口可以用于控制物联网设备，如开关、阀门等。
人机接口设计
② BCD码拨盘的接口设计方法 a. 静态接口方法
+5V
由上述可知,BCD码可以直接与控 制微机的并行口或扩口相连,以 BCD码形式输入信息.右图示出了 BCD码拨盘与8031的P1口的接口电 路.从图中可以看出,每一片拨盘 占用4根I/O口线,8031可以通过P1 口直接读取拨盘数据. 当系统需要输入N位十进制数时, 可以选N片拨盘拼接,但如按上图 接法,需要占用4N根I/O口线.为 节省I/O口线,可采用动态接口方 法.
OFF ON
积分后 的输出
史密斯触 发器的输出
6
II. 拨盘输入接口设计
① BCD码拨盘的结构 BCD码结构如右图: 它由处于前面板的拨码盘和处于后侧 板的接线端组成.拨码盘由上下两个 拨盘按钮和夹在按钮中间的拨位数码 指示器组成.拨位数码指示器是可随 拨盘的拨动进行转动0～9十个数字,用 以显示拨码盘当前数值.上面的拨码 按钮为增量按钮,每按下一次,拨码盘 正相旋转1/10周,拨位数码指示器显示 的数值加1,连续按十次,数据将被还原; 下面的拨码按钮为减量按钮,每按下一 次,拨码盘反相旋转1/10周,拨位数码指 示器显示的数值减1.接线端向外引出 标有8,4,2,1,A的五个引脚.在实 际应用中,BCD拨码盘可以直接插入 BCD拨码盘插座中使用,也可以采取 从5个引脚上分别焊接引线的方式使用.
1
了解人机接口的类型及特点 掌握输入接口的几种典型类 型及设计方法 掌握输出接口的几种典型类 型及设计方法
2
一.人机接口类型及特点 一.人机接口类型及特点
人机接口是操作者与机电系统(主要是控制)之间进行信息 交换的接口. 按照信息传递的方式分为两大类: 通过输入接口向系统输入各种控制命令和参数,对 系统进行控制. 常用的输入设备:控制开关,拨码码盘,键盘等. 通过输出接口向操作者反映系统的各个状态和参数以 及结果等信息. 常用的输出设备:状态指示灯,发光二极管,液晶显示器,微型 打印机,阴极摄像管显示器,扬声器等.
浅论污水处理系统中人机接口电路的设计
浅论污水处理系统中人机接口电路的设计随着城市化进程的加快以及人口的增加，污水处理问题日益严峻。
在建立完善的污水处理系统的过程中，人机接口电路的设计显得尤为重要，因为它对整个系统的运转和维护都有着直接影响。
本文对污水处理系统中人机接口电路的设计进行浅析。
1、人机接口电路的定义人机接口电路也是指是人与设备之间的交互方式。
在污水处理系统中，人机接口电路则是指污水处理设备的人机交互界面，如触摸屏、按钮、指示灯等。
它的作用就是将设备的运行状态传达给操作人员，并接收人员对设备的指令，并将指令传递给设备执行。
2、人机接口电路的分类根据人机交互方式的不同，人机接口电路可分为：（1）物理按钮式：其设计简单，但不稳定，容易损坏，其中最好采用金属材质作为按钮外壳。
（2）触摸式：使用范围广泛，外观美观、易于接触和触发。
但机械性能较弱，其触点易被损坏。
（3）指示灯引导式：可直观地表达设备的状态信息，但无特殊语义。
3、人机接口电路的设计（1）界面设计：应将操作界面以人的角度来设计，要合理布局，明确易懂，有利于用户直观地理解和使用。
（2）安全因素的考虑：污水处理设备存在较大的安全风险。
因此，必须加强安全保护，采用授权机制，设置密码或指纹识别等安全措施。
（3）易维护性的考虑：设备需要定期保养和检修，为了方便维修，界面要设计基础故障诊断功能，及时通报故障信息。
（4）运行状态的显示：应设置指示灯以直观明了的形式显示污水处理设备的运行状态。
如绿色代表设备正常运行，红色代表设备发生异常等等。
（5）反馈功能的实现：反馈功能可以使操作员更直观地了解设备运行状态以及自身的操作是否成功。
同时，也可以避免失误操作。
4、发展趋势随着智能化的不断深入，污水处理系统中的人机交互系统也在向可视化、自动化、智能化、多样化方向发展。
未来，污水处理系统的人机接口将集成更多的功能，如远程监控、数据管理等，以更加方便、快速、安全地将污水处理技术应用于实际工作中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1 1.1.1所示。
LED 显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。
LED 显示块的发光二极管共地。
NetLab el2NetLab el3NetLab el4NetLab el2NetLab el3NetLab el4PSEN图3.3 显示电路原理图当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；本设计选用的显示块是共阴极的LED （共阴极LED 显示块的发光二极管阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮）。
将单片机I/O 口的8位线与显示块的发光二极管的引出端（a ～dp ）相连，共阴极低电平有效，选通有效后8位并行输出口输出不同的数据就点亮相应的发光二极管，获得不同的数字或字符。
1.1.2 简易式键盘接口电路设计8255可编程并行I/O 接口设计MCS-51系列单片机共有4个8位并行I/O 口，这些I/O 口一般是不能完全提供给用户使用的，在外部扩展存储器时，提给用户使用的I/O 口只有P1和P3口的部分口线。
因此在大部分的MCS-51单片机应用系统中都免不了要进行I/O 口的扩展。
8255芯片引脚图如图3.4所示。
图3.4 8255引脚图图3.5 I/O 口扩展电路Text TextTextText89C 51NetLab el69NetLab el72单片机也8255的接口比较简单，如图3.5所示，8255的片选信号CS 及口地址选择线AO 、A1分别由单片机的P0.7和P0.0、P0.1经地址锁存器提供.8255的A 、B 、C 口及控制口地址分别为FF7CH 、FF7DH 、FF7EH 、FF7FH 。
8255的D0～D7分别与P0.0到P0.7相连。
键盘功能说明：1号键：上升。
2号键：下降。
3号键：下限温度值确定。
4号键：上限值确定。
5号键：查询上下限值。
使用1号键和2号键，设定需要的温度控制系统的上限值，然后按下4号键，将这个上限值确定，也就是将上限值保存到专用的寄存器里。
在完成设定上限值的工作后，使用1号键和2号键设定需要的温度控制系统的下限值，然后按下3号键，将这个下限值确定，也就是将这个下限值保存到专用的寄存器里，然后系统进去实时的温度测量和控制工作中。
键盘接口电路如图3.6所示：图3.6 键盘接口电路图NetLab el5NetLab el6NetLab el7N第2章单片机程序单片机程序如下：ORG 0000HSJMP MAINORG 0003HLJMP INTORG 0025HMAIN：MOV SP,#60HMOV 20H,#00HMOV 21H,#08HMOV 29H,#0FEHLCALL ZIJIANLCALL READTHTLLCALL TESTRANGELCALL DISPSETB INT0SETB EX0SETB EALOOP: LCALL DELAYLCALL GET_TEMPLCALL TURNLCALL DISPLAYCLR CMOV A,24HCJNE A,2EH,LOOP1SJMP HOTTING LOOP1: JC HOTTINGMOV A,24HCLR CCJNE A,2DH,LOOP2SJMP STOPHOT LOOP2: JNC STOPHOTSJMP KEEP HOTTING: CLR P3.1CLR P1.5SETB P1.6KEEP: SJMP LOOPSTOPHOT: SETB P3.1SETB P1.5CLR P1.6SJMP LOOPZIJIAN: MOV 30H,#08HMOV 31H,#08HMOV 32H,#13HMOV 33H,#08HMOV 34H,#13HCLR P1.4CLR P1.5CLR P1.6CLR P1.7MOV R3,#0FFH WAIT0: ACALL DISPLAYDJNZ R3,WAIT0SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7RETTURNTH: MOV 2DH,27HMOV 2EH,28HMOV 24H,27HACALL TURNMOV 2AH,30HMOV 2BH,31HMOV 2CH,32HMOV A,2CHCLR CSUBB A,#0BHMOV 2CH,AMOV 33H,#00HMOV 34H,#15HRETTESTRANGE: MOV A,2AHCJNE A,#01H,NOMAXMOV 22H,#08HSJMP EXITTESTNOMAX: MOV A,2BHCJNE A,#00H,MIDDMOV 22H,#02HSJMP EXITTESTMIDD: MOV 22H,#04HEXITTEST: RETDISPLAY: MOV R0,#03HDIS: MOV DPTR,#TABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX @DPTR,AINV R0MOV DPTR,#0BFFFHMOV A,29HMOVX @DPTR,AHERE: DJNZ R4,HERESETB CRLC AMOV 29H,AJB ACC.5,DISMOV 29H,#OFEHRETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,OBFH DB 86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH,79H GET_TEMP: CLR EAACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#44HACALL WRITEACALL INIMOV A,@0CCHACALL WRITEACALL READMOV 24H,ASETB EARETSETTHTL: CLR EAACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#4EHACALL WRITEMOV A,2DHACALL WRITEMOV A,2EHACALL WRITEACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#48HACALL WRITEACALL READTHTLMOV A,27HCJNE A,2KH,SETTHTLMOV A,28HCJNE A,2EH,SETTHTLSETB EARETREADTHTL: CLR EAACALL INIMOV A,@0CCHACALL WRITEMOV A,#0B8HACALL WRITEACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOC A,#0BEHACALL WRITEACALL READACALL READACALL READMOV 27H,AACALL READMOV 28H,ASETB EARETINI: CLR P3.0MOV R2,#100 11: CLR P3.0DJNZ R2,I1SETB P3.0MOV R2,#15I2: DJNZ R2,I2CLR CORL C,P3.0JC INIMOV R6,#40H I3: ORL C,P3.OJC I4DJNZ R6,I3SJMP INII4: MOV R2,#120I5: DJNZ R2,I5RETTEAD: MOV R6,#8WR1: SETB P3.0MOV R4,#4RRC ACLR P3.0WR2: DJNZ R4,WR2MOV P3.0,CMOV R4,$40WR3: DJNZ R4,WR3DJNZ R3,WR1SETB P3.0RETREAD: MOV R6,#8RE1: CLR P3.0MOV R4,#2SETB P3.ORE2: DJNZ R4,RE2MOV C,P3.0RRC AMOV R5,#15RE3: DJNZ R5,RE3DJNZ R6,RE1RE5: SETB P3.0RETTURN: CLR CMOV A,24HRRC AMOV 25H,AJNC TURN0MOV 33H,#05HAJMP TURN1 TURN0: MOV 33H,#00H TURN1: MOV A,25HACALL BTODRETBTOD: MOV B,#100DIV ABMOV T0,#30HMOV @R0,HINC R0MOV A,#10XCH A,BDIV ABMOV @R0,AINC R0MOV A,BADD A,#0BHMOV @R0,ARETDIS: LCALL DIRJNB P3.0,LCJNB P3.4,LC0JNB P3.2,LC1JNB P3.5,LC2AJMP DISLC: LCALL DELJB P3.0,DISMOV A,30HCJNE A,#0FFH,XIAMOV A,#5ADD A,30HMOV 30H,AINC 31HLCALL IBTD2AJMP DISLC0: LCALL DELJB P3.4,DISMOV A,30HCJNE A,#00H, DECLINEMOV A,30HSUBB A,#5MOV 30H,ADEC 31HLCALL IBTD2AJMP DISDECLINE:MOV A,30HSUBB A,#05HMOV 30H,ALCALL IBTD2AJMP DISXIA : MOV A,#5ADD A,30HMOV 30H,ALCALL IBTD2AJMP DISLC1: LCALL DELJB P3.2,DISMOV 40H,32H;保存输入值MOV 41H,33HMOV 42H,34HMOV 43H,35HLCALL DIRAJMP DISLC2: LCALL DELJB P3.5,DISMOV 50H,32HMOV 51H,33HMOV 52H,34HMOV 53H,35HRETIDELAY: MOV R2,#0BHHERE0: MOV R3,#00HHERE1: DJNZ R3,HERE1DJNZ R2,HERE0 RETEND。