人机交互设备
人机接口概述
微型计算机原理与接口技术
1.2人机接口
在人机交互设备与人机接口之间的信息传输中，目前 大多采用并行通信方式，因为在计算机系统内的数据传送 也是采用并行通信方式，这为接口的设计带来方便。另外 在联络方式上大部分采用中断控制方式以实现异步数据传 输。至于在一些要求传输速度高，传输数据量大的情况， 可以采用DMA(直接存储器存取)控制方式。
1.1人机交互设备
2) 打印机。 打印机为用户提供计算机信息的硬拷贝。打印机
最常用的输出形式是字符，也可以是图形或图像的直
常用的打印机有击打式打印机(点阵式和字模式)、 喷墨打印机和激光打印机等，此外还有用于特殊用途
除上述常用的人机交互设备外，在高档微机系统 中还有语音输入输出设备、手写联机输入设备等新型 人机交互设备，可改善人机交互界面，促进计算机在 各领域中的普及与应用。
微型计算机原理与接口技术
人机接口概述
1.1人机交互设备
人机交互设备是指在人和计算机之间建立联系、交换 信息的外部设备，常见的人机交互设备可分为输入设备和 输出设备两类。
1.1人机交互设备
1. 输入设备是向计算机输入信息的设备，常用的输入设
1) 键盘。 这是人向计算机输入信息的最基本的设备。它主要由 按键、键盘架、编码器、接口电路等部分组成。每个按键 相当于一个开关。按键可分为触点式和无触点式两类。常 用的按键有机械触点式、薄膜式、电容式等。
2024年人机交互式设备市场需求分析
人机交互式设备市场需求分析引言人机交互式设备是一种技术趋势，它通过增强人与设备之间的互动，提供更加智能、便捷、个性化的用户体验。
随着技术的不断发展，人们对于人机交互式设备的需求也在不断增加。
本文将对人机交互式设备市场需求进行分析。
市场规模根据市场调研数据显示，全球人机交互式设备市场规模从2016年的1000亿元增长到2020年的2500亿元，年均复合增长率为15%。
需求分析1. 提升用户体验越来越多的用户对于设备的用户体验提出更高要求，他们期望设备能够更好地理解自己的需求，提供个性化的用户界面和交互方式。
因此，人机交互式设备需要能够根据用户的喜好和行为进行智能调整和优化，提供更加便捷和舒适的操作体验。
2. 多模态交互支持人机交互式设备需要支持多种交互方式，如语音、手势、触控等，以便用户能够依据自己的喜好和环境条件选择最适合的交互方式。
同时，设备还需要具备辨识和区分不同交互方式的能力，以便根据用户的意图作出正确的响应。
3. 个性化定制需求用户希望能够根据自身需求对设备进行定制化设置。
例如，可以自定义用户界面的布局与主题颜色，调整设备的语音助手的声音和语速等。
因此，人机交互式设备需要提供丰富的定制化选项，以满足不同用户的个性化需求。
4. 数据隐私保护随着人机交互式设备的普及，用户个人数据的安全与隐私已成为一个重要关注点。
用户对于个人信息的保护要求越来越高，希望设备能够采取有效的措施来保护他们的隐私。
因此，人机交互式设备需要采用安全的数据传输和存储技术，加密用户数据，并严格遵守相关的隐私法律和规定。
5. 兼容多平台和系统用户在不同的设备上使用人机交互式设备，希望能够平滑地切换和同步使用数据。
因此，人机交互式设备需要具备跨平台和跨系统的兼容性，能够与其他设备和系统进行无缝的集成和互操作。
6. 人性化设计用户对于设备的外观和操作界面也有一定的审美要求，希望设备的设计能够符合人体工程学原理，既美观又易于使用。
人机交互设备接口技术
鼠标接口
总结词
鼠标接口是一种用于控制光标移动和执行点击操作的人机交互设备接口。
详细描述
鼠标接口通过有线或无线连接方式与计算机或其他电子设备相连。用户通过移动鼠标来控制光标移动 ，并通过点击或双击鼠标按钮执行相应的操作。鼠标接口具有直观、易用和灵活的特点，适用于各种 需要精确控制光标位置和执行点击操作的应用场景。
语音识别接口是一种通过语音输入指令的人机交互设备接口。
详细描述
语音识别接口通过麦克风或其他音频输入设备接收用户的语音指令，并将其转换 为计算机可识别的文本或命令。语音识别接口具有自然、方便和高效的特点，适 用于各种需要快速输入指令和避免手动操作的应用场景。
生物特征识别接口
总结词
生物特征识别接口是一种利用人体生物特征进行身份验证的人机交互设备接口。
医疗诊断系统通过人机交互设备 接口技术，实现医生与医疗设备 的交互，提高诊断的准确性和效
率。
医生可以通过人机交互设备，实 时监测患者的生理参数、医学影 像等数据，快速准确地做出诊断。
该技术有助于提高医疗服务的水 平和质量，为患者带来更好的医
疗体验。
无人驾驶汽车系统
无人驾驶汽车系统通过人机交 互设备接口技术，实现车辆的 自主驾驶和智能化控制。
02
人机交互设备接口类型
键盘接口
总结词
键盘接口是最常见的人机交互设备接口之一，通过按键输入字符、数字和命令。
详细描述
键盘接口通常采用有线或无线连接方式，与计算机或其他电子设备相连。用户通过按键输入字符、数字和命令， 设备接收信号并转换为相应的指令执行。键盘接口具有高效、稳定和可靠的特点，适用于各种需要输入大量文本 和命令的应用场景。
特点
高效性、易用性、标准化、可扩 展性、安全性。
人机交互设备整合应用实例
人机交互设备整合应用实例引言：随着科技的发展，人机交互设备的整合应用越来越多，它们为人们提供了更加便捷和智能的生活方式。
本文将介绍几个人机交互设备整合应用实例，包括智能家居、智能健康监测和智能交通系统。
一、智能家居智能家居是人机交互设备整合应用的典型代表。
通过将智能设备与家居设施相连接，人们可以通过手机应用或语音控制系统来实现对家中各种设备的远程控制。
例如，可以通过手机应用来控制灯光的开关、窗帘的拉拽、空调的温度调节等。
此外，智能家居还可以与智能锁结合，实现远程门锁控制和安防监控等功能。
这样，人们可以在外出时通过手机应用远程打开门锁，或者通过监控摄像头实时查看家中的情况，提高家居安全性。
二、智能健康监测智能健康监测是人机交互设备整合应用的另一个重要领域。
通过将健康监测设备与手机应用相连接，人们可以实时监测自己的健康状况。
例如，智能手环可以通过传感器监测心率、步数、血氧饱和度等数据，并将这些数据传输到手机应用上。
人们可以通过手机应用查看自己的健康数据，并进行相应的健康管理。
此外，智能健康监测还可以结合智能家居技术，例如将智能手环与智能体重秤相连接，实现体重变化的自动记录和分析。
三、智能交通系统智能交通系统是人机交互设备整合应用在城市管理中的重要应用之一。
通过将交通设施与智能设备相连接，可以实现交通信息的实时收集和智能调度。
例如，智能交通信号灯可以通过传感器获取道路交通情况，并根据实时情况进行信号灯的优化调度，从而提高交通效率。
此外，智能交通系统还可以结合智能手机应用，为驾驶员提供实时的路况信息和导航建议，帮助他们选择最佳路线，减少交通拥堵和行车时间。
四、智能办公设备智能办公设备是人机交互设备整合应用在工作场所中的典型代表。
通过将办公设备与智能手机或电脑相连接，可以实现办公工具的远程控制和协同办公。
例如，智能打印机可以通过手机应用远程打印文档，智能投影仪可以通过电脑应用进行远程投影操作。
此外，智能办公设备还可以与智能会议系统相连接，实现远程会议和文件共享等功能，提高工作效率和沟通便利性。
第3章 人机交互设备
7
人机工程学键盘
是在标准键盘基础上将指法规定的左手键区和右手 键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，这样 可使操作者不必有意识的夹紧双臂，从而保持一种 比较自然的形态，这种设计的键盘被微软公司命名 为自然键盘（Natural Keyboard）。 为自然键盘（Natural Keyboard）。
27
2.衡量数码摄像头的关键因素 2.衡量数码摄像头的关键因素
感光元器件 大多为CCD, CCD的成像往往通透性、明锐度都很 大多为CCD, CCD的成像往往通透性、明锐度都很 好，色彩还原、曝光可以保证基本准确; 好，色彩还原、曝光可以保证基本准确;应用在 摄像、图像扫描等对于图像质量要求较高的应用 中,价格高 附加金属氧化物半导体组件（Complementary 附加金属氧化物半导体组件（Complementary MetalMetal-Oxide Semiconductor，CMOS）大多应用 Semiconductor，CMOS）大多应用 在一些低端视频应用中，价格低 像素数： 像素数是影响图像质量的重要指标，也是判断摄 像头性能优劣的重要条件。早期产品以10万像素 像头性能优劣的重要条件。早期产品以10万像素 的居多，目前则以百 的居多，目前则以百万像素为主
17
2. 声卡
声卡的功能
是一种安装在计算机中的最基本的声音设备，是实现 声波／数字信号相互转换的硬件: 声波／数字信号相互转换的硬件: 可把来自话筒、磁带、 光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、 扩音机、录音机等声响设备，完成对声音信息进行录 制与回放 。
声卡的结构
声卡可分为模数、数模转换电路两部分: 声卡可分为模数、数模转换电路两部分: 模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采集到的 模拟声音信号转换为计算机能处理的数字信号； 而数模转换电路负责将计算机使用的数字声音信号转 换为耳机、音箱等设备能使用的模拟信号。
人机交互主要设备讲义
人机交互主要设备讲义一、引言人机交互（Human-Computer Interaction，简称HCI）是研究人类与计算机进行交互的学科领域。
在人机交互过程中，设备起着至关重要的作用，它们连接人类用户与计算机系统，使得人们能够与计算机进行有效的沟通和交流。
本讲义将介绍人机交互中的主要设备，并探讨它们在人机交互中的作用和应用。
二、显示设备1. 显示器显示器是人机交互中最为常见的设备之一，用于在可视界面上显示图像和文字。
显示器的类型包括CRT（阴极射线管）显示器、液晶显示器、LED显示器等。
它们的共同特点是能够将计算机生成的图像和文字以可视的形式呈现给用户。
显示器的分辨率、刷新率和色彩深度是影响图像质量的重要因素。
高分辨率、高刷新率和真实色彩的显示器可以提供更清晰、流畅的显示效果，更符合人眼的观看习惯。
2. 投影仪投影仪是一种将计算机图像通过光学投影技术投射到大屏幕上的设备。
它使用高亮度的光源和光学透镜系统，能够将计算机屏幕上的内容以放大形式显示出来。
投影仪在教育、商务演示、影院等领域有广泛的应用。
它可以将计算机的显示内容投射到大屏幕上，方便大量观众观看和共享。
3. 触摸屏触摸屏是一种能够根据用户触摸输入的位置和动作进行相应反馈的设备。
它可以取代传统的鼠标和键盘，让用户直接用手指触摸屏幕来进行操作。
触摸屏的类型包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面声波触摸屏等。
触摸屏广泛应用于智能手机、平板电脑、自动取款机等领域，为用户提供了更直观、便捷的操作方式。
三、输入设备1. 键盘键盘是最常见的输入设备之一，用来将用户的按键输入转化成计算机可以识别的数字编码。
键盘按键的布局通常为QWERTY或AZERTY，不同键盘布局的目的是为了提高输入效率和减少按键冲突。
除了传统的物理键盘，现代计算机还出现了虚拟键盘。
虚拟键盘通过软件模拟传统键盘的功能，可以在没有实际物理键盘的情况下进行输入，例如在触摸屏上使用虚拟键盘进行文字输入。
人机交互教程：了解不同设备的操作特点(九)
人机交互教程：了解不同设备的操作特点在当代科技日趋发达的社会中，人机交互已经成为了我们每天生活的一部分。
无论是智能手机、平板电脑、电脑还是智能手表，我们都需要通过操作这些设备与数字世界进行交互。
然而，不同的设备在操作特点上存在着一些差异，下面我们就来了解一下。
一、触屏设备触屏设备是现代人机交互最为常见的方式之一，主要包括智能手机和平板电脑。
在触屏设备上，我们可以通过手指触碰屏幕来操作。
触屏设备操作的特点是简单直观，非常适合触觉与视觉协同操作。
我们可以通过滑动、点击、捏合等手势来进行不同的操作。
在使用触屏设备时，我们要注意手指的清洁和准确触控。
过于粗糙或油腻的手指可能会影响屏幕对手势的识别，因此保持手指清洁是非常重要的。
二、鼠标操作鼠标是电脑操作中最重要的外部设备之一。
通过鼠标，我们可以在屏幕上移动光标，进行点击、拖拽等操作。
与触屏设备相比，鼠标操作具有更高的精度和控制性，尤其适合在电脑上进行复杂的图像和文字编辑。
在使用鼠标时，我们要注意鼠标的位置和手势的准确性。
正确的握持鼠标并熟练使用鼠标滚轮可以提高操作效率。
同时，要注意避免过度用力或摩擦力过大，以免损伤鼠标或造成手部疲劳。
三、键盘操作键盘是电脑操作中不可或缺的设备，主要用于输入文字和执行快捷键操作。
键盘操作灵活快捷，适合进行大量的文字输入和命令执行。
在使用键盘时，我们可以使用指尖或者整个手指进行敲击。
在进行键盘输入时，要注意手指的放松和正确的姿势。
将手指放在键盘上时，要保持手腕舒适，以免造成长时间使用后的手部不适。
另外，熟悉常见的快捷键操作可以提高操作的效率和便捷性。
四、语音指令随着人工智能的发展，语音指令成为了人机交互中越来越重要的一部分。
通过语音指令，我们可以轻松地控制设备进行操作，如语音助手、智能音箱等。
语音指令的优势在于操作简单、快捷，并且不需要双手操作。
在使用语音指令时，要注意清晰地发音和语速的适度。
避免说话过快或含糊不清，以免造成设备误解指令。
计算机人机交互的基本原理与应用
计算机人机交互的基本原理与应用计算机人机交互是指人与计算机之间进行信息交换、指令传递和任务完成的过程。
它是计算机科学与心理学、人类学等多个学科交叉融合的领域。
本文将介绍计算机人机交互的基本原理和应用。
一、基本原理人机交互的基本原理包括输入设备、输出设备、软件接口和用户体验设计。
1. 输入设备输入设备是人与计算机进行信息输入的工具。
常见的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、语音识别器等。
键盘可以用于文字输入，鼠标可以用于光标控制，触摸屏可以进行手势操作，语音识别器可以通过语音指令来控制计算机。
2. 输出设备输出设备是计算机将处理后的信息展示给用户的工具。
常见的输出设备有显示器、打印机、音频播放器等。
显示器可以展示文字、图像和视频，打印机可以打印纸质文件，音频播放器可以输出声音。
3. 软件接口软件接口是人机交互的桥梁，它使得用户可以通过软件与计算机进行交互。
软件接口包括图形用户界面（GUI）和命令行界面（CLI）。
GUI通过可视化的方式提供交互界面，用户可以通过鼠标点击、拖拽等方式与计算机进行交互。
CLI则是通过命令输入的方式进行交互，用户需要输入特定的命令来完成操作。
4. 用户体验设计用户体验设计是为了改进用户对计算机系统的使用体验而进行的设计。
它涉及到用户界面的布局、颜色搭配、图标设计等方面。
良好的用户体验设计可以提高用户的工作效率和满意度。
二、应用领域计算机人机交互广泛应用于各个领域，例如游戏、医疗、教育等。
1. 游戏计算机人机交互在游戏中起到至关重要的作用。
游戏开发者通过设计直观、易用的交互方式，提供丰富多样的游戏体验。
例如，通过手柄、体感设备等输入设备，玩家可以与游戏进行互动；通过图形界面和音效等输出设备，玩家可以感受到游戏的视觉和听觉效果。
2. 医疗计算机人机交互在医疗领域有着广泛的应用。
医疗设备通过交互界面使医生和患者能够更方便地进行信息交流。
例如，通过触摸屏和语音识别技术，医生可以轻松地查看病历、开具药物等；患者也可以通过医疗设备进行自我监测和治疗。
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位选码左移
N
扫描完一遍吗?
Y
结束
1
多位LED共用一个8位字段 口，各位LED公共端用字位 口控制，扫描输出显示不同 字形。
显示缓冲区与多位LED 对应关系：
D7 … D1 D0
ab h ab a f b g e c d h COM D1 D2 D3 D4
h
ab
h
D0 D1 D2
COM D5
COM
对应字位线： D0
显示缓冲区 地址 内容 7AH 7BH 7CH 7DH 7EH 7FH
显示程序：
DIS： MOV R0，#7AH ；指向显示缓冲区起始单元 MOV R3，#01H ；字位码初值→R3 MOV A，R3 ；取字位码 DLP： MOV DPTR，#PAAR；指向字位口 (PA口) MOVX @DPTR，A ；输出字位码，显示其中1位 MOV A，@R0 ；取一个显示数据 ADD A，#0CH ；查表偏移量 MOVC A，@A+PC ；取出字形码 INC DPTR ；指向字段口(PB口) MOVX @DPTR，A ；输出字形码 ACALL DLY1MS ；延时1ms INC R0 ；指向显缓区下一单元 MOV A，R3 ；修改字位码 RL A ；显示下一位 MOV R3，A JNB ACC.6，DLP ；未显示到最右边LED，继续显示 RET ；全部扫描一遍，结束 DTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H ；字形表 DB 0B0H，99H， DLY1MS：… ；延时1ms子程序
（a）共阴极
（b）共阳极
图10-1 七段LED显示块
（c）管脚配置
为使 LED 显示不同的符号或数字，要为 LED 提供段 码（或称字型码），即控制“ 8” 字笔画的各个发光管 亮灭。提供给LED显示器的段码正好是一个字节（8段 ）。各段与字节中各位对应关系如下表10-1所示。
表10-1 LED各段与字节对应关系 代码 段 显示 段 D7 dp D6 g D5 f D4 e D3 d D2 c D1 b D0 a
PC机除了主 机以外还需要 哪些部分呢？
单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。
10.1 LED接口技术
LED的结构和显示原理 静态显示方式 动态显示方式 动态显示的实现
1．LED显示器结构与原理 LED显示块是由发光二极管显示字段的显示 器件。 在微机应用系统中通常使用的是8段LED。这 种显示块有共阴极与共阳极两种，如图10-1 所示。8段显示块与微机接口非常容易。如表 10-2所示。
动态显示基本原理
12 13 14 15 16 17 18 19 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 1 2 5
要注意的两个问题：
1.字型码通常通过查表指令MOVC来求得.
2.换位显示时通常要加一段程序使所有的LED全灭.
7
动态显示程序流程图
采用动态扫描方式依次循环点亮各位数码管，构成 1 多位动态数码管显示电路。
开 始 显示缓冲区首地址送R0 显示位数送R2 起始显示位送R3 禁止所有位（关显示） 从缓冲区取要显示的数 查表得字型码 指向段选口，送字型码 指向位选口，送位选码 延时
PB0~PB7 200Ω×8
g
d
dp
b
e
c
8 9 10 7 11
CE RD WR IO/M AL E
8155
0
1
2
3
4
a 5
f
6
6
TMROUT
3
TMRIN
4
RE SET
PA0~PA7
电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。 即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED， 并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫 描完。
静态显示方式 连接
所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8 根段选线分别连接一个8位并行I/O口，从该I/O口送出 相应的字型码显示字型。
特点
原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。
动态显示方式 连接
所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8位I/O口，而每个LED的位选分别由一根相应 的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示 方式，每一个时刻只选通其中一个LED，同时 在段选口送出该位LED的字型码。
10.2 LCD显示器概述
1．LCD的基本结构及工作原理
图10-9 液晶显示器基本结构
2．LCD的分类
字段型。
点阵字符型
点阵图形型
3．LCD的注意事项
16
见教材P204
10.3 键盘接口
按键的特点及输入原理 独立式按键 矩阵式按键
按键的特点及输入原理
按键的分类： 触点式：机械；无触点式：电气 键输入原理： 通过按键的接通与断开，产生两种相反的逻辑 状态 低电平“0”与高电平“1”。 键功能的实现： 对于一组键或一个键盘，需通过接口电路与单 片机相连。可采用查询或中断方式测试有无键按下， 再确定是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACC， 然后判断是数字键还是功能键，若是数字键，则将 键号对应的数字送入相关输入缓冲区；若是功能键， 则通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完 后再返回主程序。
表10-2 8段LED的段选码
例：模拟产品计数显示电路
编 程
ORG 1000H STAR：MOV TMOD，#60H ；定时器T1工作在方式2计数 MOV TH1，#00H ；T1置初值 MOV TL1，#00H MAIN：MOV P1，#0C0H ；数码管显示0 DISP：JB P3.3，DISP ；监测按键信号 ACALLDELAY ；消抖延时 JB P3.3，DISP ；确认低电平信号 DISP1：JNB P3.3，DISP1 ；监测按键信号 ACALLDELAY ；消抖延时 JNB P3.3，DISP1 ；确认高电平信号 SETB TR1 ；启动计数器 DISP2：MOV A，TL1 MOV DPTR, #TAB MOVC A，@A+DPTR ；查表获取数码管显示值 MOV P1，A ；数码管显示计数值 CJNE A，#8EH，DISP2 LJMP STAR TAB：0C0H，0F9H，0A4H … … DELAY：MOV R2，#14H DELAY1：MOV R3，#0FAH DJNZ R3，$ DJNZ R2，DELAY1 RET END