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人機(jī)交互范文1

人機(jī)交互是指人與計(jì)算機(jī)之間使用某種對(duì)話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換過程。即用戶通過人機(jī)交互界面與系統(tǒng)交流，并進(jìn)行操作。

人機(jī)交互功能主要靠可輸入輸出的外部設(shè)備和相應(yīng)的軟件來完成。可供人機(jī)交互使用的設(shè)備主要有鍵盤顯示、鼠標(biāo)、各種模式識(shí)別設(shè)備等。與這些設(shè)備相應(yīng)的軟件就是操作系統(tǒng)提供人機(jī)交互功能的部分。

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人機(jī)交互范文2

答案當(dāng)然不是腳趾或者匕首。楊碩、李今、張惠婷、楊吉，這4名來自武漢大學(xué)軟件學(xué)院大三的同學(xué)創(chuàng)造了另外一個(gè)可能—視線！戴上他們研發(fā)的外型類似眼鏡的Xight設(shè)備，經(jīng)過最初的“視線追蹤鑒定”的人機(jī)磨合后，使用者的眼神就能夠被設(shè)備捕捉到，在水果出現(xiàn)時(shí)，只要用眼睛盯著水果，水果便會(huì)跌落成兩塊—該設(shè)計(jì)獲得了微軟今年“創(chuàng)新杯”中國區(qū)軟件設(shè)計(jì)比賽特等獎(jiǎng)。

微軟亞洲研究院資深總監(jiān)張益肇說，人機(jī)交互的方式正變得越來越不可思議。以前你需要用鍵盤、鼠標(biāo)、觸屏，將你想要的指令和內(nèi)容輸入到計(jì)算機(jī)（或其他硬件）中，現(xiàn)在你只要講一句話（即語音控制，如Siri），做一個(gè)手勢（如Kinect的體感控制），或者只是使一個(gè)眼色（視覺互動(dòng)），機(jī)器就幫你完成你想要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作。

人機(jī)交互還不止于此，“最理想的境界是，機(jī)器變得像一個(gè)很機(jī)靈和乖巧的秘書，能夠識(shí)別用戶的各種需求。在得知用戶要去俄羅斯旅行后，就能夠自動(dòng)地搜索和整理出旅行的路線、訂酒店，不用機(jī)主去網(wǎng)上搜索和細(xì)看繁瑣的網(wǎng)頁。同時(shí)，也能夠根據(jù)用戶存儲(chǔ)在電腦里的資料，智能化地安排節(jié)目，是為家里的小孩挑選去看《天鵝湖》的芭蕾舞還是別的什么。”張益肇告訴《環(huán)球企業(yè)家》。

機(jī)器完全知道機(jī)主在想什么，并為機(jī)主找到心中所想。更重要的是，這些在現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)不難實(shí)現(xiàn)。

在手術(shù)室內(nèi)，醫(yī)生只需揮舞雙手，就可以控制核磁共振（MRI）和計(jì)算機(jī)軸向斷層（CAT）掃描。這項(xiàng)應(yīng)用讓醫(yī)生在手術(shù)中更容易得到需要的圖像，而且還能讓醫(yī)生避免因接觸引發(fā)的細(xì)菌感染。醫(yī)生用的便是Kinect技術(shù)。Kinect正面，一個(gè)孔會(huì)自動(dòng)發(fā)射紅外線，一個(gè)鏡頭負(fù)責(zé)捕捉紅外線影像，一個(gè)鏡頭則是普通攝像頭，負(fù)責(zé)捕捉用戶影像；然后兩種影像會(huì)重疊地輸入計(jì)算機(jī)里。

除了視覺、聽覺、手勢的捕捉，計(jì)算機(jī)還可以通過觸覺、嗅覺等來了解用戶的需求，再提供更貼心的服務(wù)。MIT一位教授曾研發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)是在鼠標(biāo)上加了傳感器，鼠標(biāo)根據(jù)用戶手的溫度和濕度來判斷用戶的精神狀態(tài)，如果用戶精神非常集中的話，計(jì)算機(jī)就不再有類似新郵件這樣的彈出窗口。

“精神完全集中是非常難的，牛頓的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是他能夠做到三分鐘內(nèi)全神貫注地完全不分心地想一個(gè)問題。”張益肇解釋道，“要不，你試試看能做到多久？”

除了這些大規(guī)模商業(yè)化的產(chǎn)品外，一些曾在科幻電影里出現(xiàn)過的人機(jī)交互技術(shù)，如今也在生活中露出了雛形。

記得美劇《英雄》里意念移動(dòng)可樂和意念殺人的場景嗎？NeuroSky公司推出的一款名為MindWave Mobile的頭戴設(shè)備。該設(shè)備能夠?qū)⑹褂谜叩哪X電波轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并通過無線電發(fā)送給計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備。該設(shè)備可以準(zhǔn)備地測出用戶是處于緊張還是放松的狀態(tài)，并能夠測出用戶的想法。

張益肇更喜歡的是“Talking Head”（會(huì)說話的腦袋）的技術(shù)。盡管如今的視頻會(huì)議系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)異地同步會(huì)議，但是不夠立體和智能化仍然讓會(huì)議參與者有著距離感。“Talking Head”能夠在捕捉A會(huì)議參與者的影像轉(zhuǎn)換為立體影像時(shí)，也自動(dòng)將他的語言翻譯成B會(huì)議參與者所用的語言。B跟A就能夠?qū)崟r(shí)地?zé)o縫連接了。

這些都不是科幻鏡頭，而是已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室、活生生地出現(xiàn)在我們面前的真實(shí)場景。不過，要做到盡善盡美，還需要攻克精準(zhǔn)性這一難關(guān)。比如，MindWave Mobile數(shù)據(jù)捕捉的精確度還有待提高，有人曾嘗試移動(dòng)游戲中的道具，結(jié)果卻用力過猛，道具爆炸了。

人機(jī)交互范文3

關(guān)鍵詞：殘疾人；人機(jī)交互

引言：自從世界上第一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC誕生以來，人類與計(jì)算機(jī)之間的交互便從未停止過。縱觀人機(jī)交互方式的發(fā)展過程，從手工的卡片輸入到終端字符界面，再到圖形化的多窗互系統(tǒng)，乃至現(xiàn)在仍然在探索中的語音輸入，行為識(shí)別等，我們可以看到人機(jī)交互的過程中人的因素越來越被看重，每一次交互方式的革新都是朝著便利人的方向發(fā)展。

人的因素所涉及的范圍極其廣泛，生理，心理，行為等等，每一個(gè)方面都有其研究的價(jià)值。而我們在文中所要探討的只涉及到其中一個(gè)很小的方面——面向殘疾人的人機(jī)交互界面，通過一些專門針對(duì)殘疾人的人機(jī)交互方法，來探討人機(jī)交互界面的發(fā)展。

一、早期面向殘疾人的人機(jī)交互：

早期其實(shí)是一個(gè)相對(duì)的概念，在本文中的早期指的是90年代以前的人機(jī)交互。這一時(shí)期的普通的人機(jī)交互還是主要通過鍵盤，鼠標(biāo)和顯示器來進(jìn)行的。這使得當(dāng)時(shí)的人機(jī)交互幾乎都與眼睛有關(guān)，而當(dāng)時(shí)針對(duì)殘疾人的人機(jī)交互也主要集中在與視力有關(guān)的方向之上，主要對(duì)象是全盲和半盲。

由于受到技術(shù)和工藝的制約，這一時(shí)期的前期的嘗試主要集中于將視覺轉(zhuǎn)化為觸覺的方面，就像當(dāng)初人們發(fā)明盲文來幫助盲人閱讀一樣。當(dāng)然，也有很大一批成功的面向盲人的人機(jī)交互界面被發(fā)明出來。

在將屏幕文本轉(zhuǎn)化為可觸摸的文本方面，Optacon和Versabraille都是成功的典范。前者可以利用特定設(shè)備將文字掃描并用一塊充滿針的墊子來模擬他們的形狀，或者是通過一個(gè)攝像頭掃描CRT顯示器上的文本；后者則是通過特殊的終端將文字輸出為可以更新的盲文。

但是，如同盲文一樣，觸摸文本只能使得很少一部分盲人受益，于是，另一種更加實(shí)用的方法——聲音，浮出了水面。用合成語音讀出部分屏幕上的文字的應(yīng)用程序被大量發(fā)明，他們被叫做屏幕閱讀器（Screen Reader）。

隨后，隨著WIMP(Windows, Icons, Menus and Pointers)的大量使用，基于WIMP的面向視力有缺陷用戶的人機(jī)交互界面也隨之出現(xiàn)。在這樣的系統(tǒng)中，需要解決的關(guān)鍵問題就是實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)窗口的模擬，包括文本，圖標(biāo)等等。通過利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)窗口在內(nèi)存中的位圖以及對(duì)于數(shù)據(jù)庫的訪問，在特殊的硬件和軟件條件下能夠解決大部分情況的模擬，包括新窗口的打開和其他窗口變?yōu)椴换顒?dòng)的窗口等情況，可以為用戶提供大部分信息。

二、當(dāng)前面向殘疾人的人機(jī)交互：

從90年代開始到現(xiàn)在的這些年間，在摩爾定律的作用之下，計(jì)算機(jī)硬件和電子技術(shù)有了飛速的發(fā)展，與之相應(yīng)的軟件性能也得到了提高，新的人機(jī)交互方法層出不窮，針對(duì)殘疾人的也有了很多新的創(chuàng)意，當(dāng)然也變得更加復(fù)雜了：有的是利用眼球的運(yùn)動(dòng)和眨眼(eye movements and winks)，有的利用大腦電波(Electroencephalograph), 有的利用肌肉控制器(Electromyograph),  還有的利用紅外線，等等。

首先，讓我們先看一下利用肌肉控制器的這種方法。其基本思想就是首先將肌肉的物理運(yùn)動(dòng)通過傳感器（包括表面電極，和信號(hào)放大器等）收集起來并轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)臄?shù)字形式以便于處理，之后通過特征提取器(feature extractor)進(jìn)行預(yù)處理，一旦預(yù)處理結(jié)束，類型識(shí)別系統(tǒng)(classifier)就把這些行為分成不同的類。在最后的分類過程中，classifier采用最大程度相似評(píng)估的辦法(Maxmium likehood measurement), 將不同的行為根據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果分類，并且可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。

接下來一個(gè)也是和EMG(Electromyograph)有關(guān)的一個(gè)嘗試，叫做基于面部方向的人機(jī)交互界面。隨著計(jì)算機(jī)性能的發(fā)展，科學(xué)家很早就開始把計(jì)算機(jī)視覺(Computer Vision)用于人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)了，但是只用攝像頭給計(jì)算機(jī)硬件帶來了很大的壓力，因?yàn)楫吘挂_(dá)到很好的反映速度需要很快的圖像處理能力，同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)攝像頭的視野局限，單純的計(jì)算機(jī)視覺方法并不是很有效。于是后來，科學(xué)家開始把EMG和計(jì)算機(jī)視覺相結(jié)合來進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于很小范圍頸部肌肉活動(dòng)，只需要用計(jì)算機(jī)的圖像觀察器來判斷臉部轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；如果大的話就可以用EMG來判斷臉部轉(zhuǎn)動(dòng)的角度;如果處于兩者之間，就用兩者的線性組合決定。用這種方法，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)人的面部方向來決定下一部的響應(yīng)，這顯然對(duì)于面向殘疾人的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)有很大的意義。

語音是人類溝通的自然方式，在經(jīng)歷了前期的發(fā)展之后，自然在當(dāng)前依然有很大的用武之地。我們下邊所要說的就是一個(gè)基于語音控制的人機(jī)交互界面。它由六部分組成，鼠標(biāo)和鍵盤的規(guī)劃，語音識(shí)別器，帶麥克風(fēng)和兩個(gè)開關(guān)的耳機(jī)，鍵盤和鼠標(biāo)的電路，鼠標(biāo)控制電路和微控制器。在這個(gè)系統(tǒng)中，鍵盤按鍵和對(duì)鼠標(biāo)的被規(guī)劃成不同的不同的語音指令，耳機(jī)上的兩個(gè)開關(guān)一個(gè)是用于重置語音識(shí)別器，一個(gè)是用于切換對(duì)于鍵盤或是鼠標(biāo)的控制，微處理器接受來自語音識(shí)別器的命令，并轉(zhuǎn)化為對(duì)鼠標(biāo)和鍵盤的控制，從而完成用戶想要的操作。

三、未來面向殘疾人的人機(jī)交互：

盡管當(dāng)前的人機(jī)交互界面有了一定的進(jìn)步，但是由于成本和適用范圍的原因，還不能被廣泛的投入使用。但是在將來，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)技術(shù)以及生物技術(shù)的發(fā)展，人的整個(gè)身體包括器官，肌肉，活動(dòng)以及眼神等還有人所處的環(huán)境都將作為因素被考慮到人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)當(dāng)中去。未來面向殘疾人的人機(jī)交互界面，將會(huì)利用殘疾人所能感受外部環(huán)境的全部方式，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，從而使殘疾人能夠最大限度的利用計(jì)算機(jī)。

四、結(jié)論：

科技的力量不僅在于它對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的巨大推動(dòng)作用，而且更重要的是它的社會(huì)影響。設(shè)計(jì)出便利的人機(jī)交互界面，讓殘疾人能夠方便地控制計(jì)算機(jī)是這一領(lǐng)域的科學(xué)家不可推卸的責(zé)任之一。

參考文獻(xiàn)：

人機(jī)交互范文4

關(guān)鍵詞：人機(jī)交互；人機(jī)界面；虛擬現(xiàn)實(shí)；趨勢

一、對(duì)人機(jī)交互的理解

人機(jī)交互是指人與計(jì)算機(jī)的信息交換，包括計(jì)算機(jī)通過輸出或顯示設(shè)備給人提供信息，以及人通過輸入設(shè)備向計(jì)算機(jī)輸入有關(guān)信息。人機(jī)交互的目的就是討論如何使設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)能夠幫助人們更加安全可靠，更加有效率地完成所要完成的任務(wù)。從以上概念可以看出，人機(jī)交互是指用戶和機(jī)器之間相互交換信息。但盡管計(jì)算機(jī)的功能現(xiàn)在變的十分強(qiáng)大，用途也越來越廣，但歸根到底它仍是人類的工具，不能在沒有人控制的情況下獨(dú)立完成任務(wù)，因此它同樣受到人的支配、控制。

二、人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展

2.1語言形式用戶界面的低效性

人機(jī)交互開始于世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC的出現(xiàn)，操作系統(tǒng)是以下命令的方式來完成是，當(dāng)時(shí)帶給人們更多的是對(duì)計(jì)算機(jī)的神秘感，語言上的障礙給人很強(qiáng)的專業(yè)感。但由于語言的特殊性，人們必須主動(dòng)去適應(yīng)這樣的情況才能正確的操作計(jì)算機(jī)。因而在這樣的過程中，復(fù)雜的計(jì)算機(jī)以及難以讓人理解的語言使得人與機(jī)器在交互的過程中顯得極為困難，加上在操作過程中的低效和枯燥性使得當(dāng)時(shí)人們開始尋找更好的方式來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

2.2圖像形式用戶界面的操作性

隨著人們的探索發(fā)現(xiàn)，人的行為方式需要進(jìn)行必要的研究，于是認(rèn)知心理學(xué)開始逐步運(yùn)用到計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互的重要性開始受到人們的關(guān)注。圖像形式的用戶界面是當(dāng)前用戶界面的主流，以美國微軟作為代表，它從根本上改變了以前要記大量的語言形式的情形。當(dāng)前的圖形用戶界面都有一個(gè)的共同特征就是通過窗口來傳達(dá)和顯示信息，另外都是用鍵盤和鼠標(biāo)來操作，由于圖像形式用戶界面在人機(jī)交互的過程中很大程度上依賴視覺上的識(shí)別以及用手動(dòng)來控制，因此這種界面的操作性強(qiáng)。

2.3多媒體形式用戶界面的立體性

多媒體技術(shù)是在自然化交互設(shè)計(jì)技術(shù)出現(xiàn)之前的一種過渡技術(shù)。在多媒體用戶界面出現(xiàn)之前，用戶界面設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了從語言到圖形的轉(zhuǎn)變。但隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)畫、音頻、視頻等媒體被引入到這種技術(shù)中來，特別是音頻媒體的引入，從很大程度上豐富了計(jì)算機(jī)傳達(dá)信息的表現(xiàn)形式，為人們更好的控制和傳達(dá)信息創(chuàng)造了很好的條件，極大的提高了人機(jī)交互的效率。在人機(jī)交互中多媒體用戶界面的優(yōu)勢主是它能提高人對(duì)信息的識(shí)別及其選擇，同時(shí)還有對(duì)信息的控制能力，另外計(jì)算機(jī)在信息傳達(dá)方面的表現(xiàn)形式與人識(shí)別的交互程度也會(huì)有很大的提高，同時(shí)多媒體技術(shù)也能鍛煉人們綜合處理信息的能力。

三、人機(jī)交互技術(shù)未來發(fā)展趨勢展望

3.1自然化的人機(jī)交互技術(shù)

當(dāng)今時(shí)展的條件下，人的感受已經(jīng)成了設(shè)計(jì)需要考慮的重要問題，同樣人機(jī)交互也不例外。由于人適應(yīng)了這樣一種通過多種方式來共同控制客觀對(duì)象，并同時(shí)希望快速看到控制結(jié)果的狀況。使得自然化的用戶界面成了一個(gè)快速發(fā)展的趨勢，比較明顯的就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感覺和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)是多媒體發(fā)展的高級(jí)階段，是人與機(jī)器無障礙交互的自然境界。

3.2智能化的人機(jī)交互技術(shù)

智能化使設(shè)計(jì)主要是使人在任何情況下都能感覺自己處于一個(gè)最佳的狀態(tài)。其中改變的主要是機(jī)器，而不是人本身。一方面智能化交互設(shè)計(jì)將提高人的生活質(zhì)量和改善人的生活環(huán)境。在這樣一個(gè)交互設(shè)計(jì)的環(huán)境下人與人之間的距離將會(huì)變得很近，人在使用過程中將體會(huì)到極大的愉悅性，提高了他們對(duì)生活的熱情度；另一方面智能化人機(jī)交互設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)尼葛洛龐蒂“界面應(yīng)該設(shè)計(jì)得像人一樣，而不是像儀表板一樣”的愿望，因?yàn)椤斑@種設(shè)計(jì)不僅了解人的需求和感覺，而且表現(xiàn)出超凡的聰明才智，以至于物理界面本身消失不見了。”當(dāng)然這里的物理界面并沒有真正的消失，相反是在隨時(shí)隨地都能出現(xiàn)，這種狀況更加體現(xiàn)了人在其中的作用，即讓所有的機(jī)器都調(diào)整好最佳的狀態(tài)來適應(yīng)人的需要，那時(shí)的界面可以是任何一個(gè)平面，這樣的面不僅傳達(dá)一個(gè)視覺效果，而且還會(huì)有聽覺、嗅覺等多通道的方式。

人機(jī)交互范文5

【關(guān)鍵詞】ATMEGA16；焊接；人機(jī)交互

焊接系統(tǒng)采用了IGBT逆變技術(shù)的脈沖MIG焊，設(shè)計(jì)了單片機(jī)（MCU）+數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的雙機(jī)控制系統(tǒng)。其中DSP為控制系統(tǒng)的核心，主要完成焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、模糊控制運(yùn)算、PI運(yùn)算和PWM波形的產(chǎn)生；單片機(jī)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互系統(tǒng)（包括鍵盤和顯示）。此外，單片機(jī)與DSP之間采用串行通信方式進(jìn)行信息交換。

本文是在MCU+DSP雙處理器數(shù)字化焊接系統(tǒng)的框架下，以ATMEGA16單片機(jī)為控制芯片，設(shè)計(jì)了數(shù)字化焊接電源的人機(jī)交互系統(tǒng)，這也是數(shù)字化焊接系統(tǒng)的重要組成部分[1]。

1.硬件電路設(shè)計(jì)

我們用ATMEGA16來實(shí)現(xiàn)鍵盤與顯示電路，其電路如圖1所示。

圖1鍵盤顯示電路圖

1.1鍵盤電路

在本設(shè)計(jì)中，采用了4×4的16鍵標(biāo)準(zhǔn)鍵盤作為整個(gè)系統(tǒng)的輸入設(shè)備，如圖2所示，這個(gè)鍵盤使用8根連接線，依靠連接線間不同的連通組合判斷是哪個(gè)按鍵按下。鍵盤連接真值表如圖2所示。

表2 鍵值表

采用查詢方式的按鍵工作電路，按鍵與單片機(jī)的I/O口相連，通過讀I/O口，判定I/O口線的電平狀態(tài)，即可識(shí)別出按下的按鍵，各按鍵開關(guān)均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開時(shí)，各I/O口線有確定的高電平。該接口電路是采用軟件消抖的方法。

1.2顯示電路

本系統(tǒng)采用SMC 1602A LCM液晶顯示器。該顯示器可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)，其屏幕共可顯示16×2個(gè)字符。LCD1602A的工作電壓為5V，VDD、VSS為供電電源，BLA、BLK為背光電源。D0-D7為8位數(shù)據(jù)線，可以雙向傳輸，RS、R/W、E為控制線，只能用作輸入。其中，RS為數(shù)據(jù)/指令信號(hào)線，高電平表示傳送的是數(shù)據(jù)，低電平表示傳送的是指令代碼；R/W為讀/寫信號(hào)線，高電平表示讀，低電平表示寫；E為使能信號(hào)線，在其高電平時(shí)有效[2]。

2.軟件設(shè)計(jì)

2.1鍵盤子程序

本設(shè)計(jì)中對(duì)鍵的識(shí)別、按鍵的讀數(shù)等均靠軟件完成，故硬件較簡單。軟件讀取鍵盤采用的是循環(huán)掃描方法，這也是最常用的方法，鍵盤程序流程如圖3所示。其工作分為三個(gè)步驟：

（1）單片機(jī)中斷掃描監(jiān)視鍵盤的狀態(tài)，如果無鍵按下就返回。

（2）如果有鍵按下，取鍵值，并進(jìn)行軟件延時(shí)及抖動(dòng)處理。

（3）根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)向相應(yīng)的按鍵處理服務(wù)子程序。

圖3 鍵盤控制流程圖

2.2顯示子程序

編寫顯示程序，首先要了解所選擇顯示芯片的工作時(shí)序。LCD1602A的時(shí)序圖如圖4和5所示。

根據(jù)時(shí)序圖可知當(dāng)RS=L,R/W=H,E=H時(shí)，可通過D0-D7讀出狀態(tài)字；RS=L,R/W=L,E=H時(shí)，可以通過D0-D7寫入指令；RS=H,R/W=H,E=H時(shí)，可讀取D0-D7的數(shù)據(jù)；RS=H,R/W=L,E=H時(shí)，可顯示D0-D7的數(shù)據(jù)。

3.鍵盤顯示電路仿真實(shí)驗(yàn)

面板顯示電路是操作人員和焊機(jī)交互對(duì)話的窗口，其設(shè)計(jì)不僅要保證信息輸入、輸出的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性，還應(yīng)該使操作簡單、直觀。在PROTEUS仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)如圖6所示。

4.結(jié)論

（1）基于ATMEGA16單片機(jī)設(shè)計(jì)的焊接人機(jī)交互系統(tǒng)在硬件方面具有簡潔、直觀的特點(diǎn)；在軟件方面采用結(jié)構(gòu)化編程的思想對(duì)人機(jī)交互功能進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)。

（2）通過仿真測試表明, 該人機(jī)交互系統(tǒng)工作穩(wěn)定, 操作靈活、簡單, 實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。

【參考文獻(xiàn)】

［1］李力,胡繩蓀等.數(shù)字化焊接電源人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].焊接技術(shù)，2007.

［2］SMC 1602A LCM使用說明書.

人機(jī)交互范文6

關(guān)鍵詞 單片機(jī)；MSP430；LCD；人機(jī)交互接口

1 引言

在當(dāng)今的各種實(shí)時(shí)自動(dòng)控制和智能化儀器儀表中，人機(jī)交互是不可缺少的一部分。一般而言，人機(jī)交互是由系統(tǒng)配置的外部設(shè)備來完成，但其實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一種是由MCU力口驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)，如鍵盤顯示控制芯片SK5279A，串行數(shù)據(jù)傳輸數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219等等，這時(shí)顯然MCU沒有LCD的驅(qū)動(dòng)功能。另一種就是MCU本身具有驅(qū)動(dòng)功能，它通過數(shù)據(jù)總線與控制信號(hào)直接采用存儲(chǔ)器訪問形式或I／O設(shè)備訪問形式控制鍵盤和LCD實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。這里的MCU主要有世界各大單片機(jī)生產(chǎn)廠商開發(fā)的各種單片機(jī)，其中TI公司的MSP430系列因其許多獨(dú)特的特性引起許多研究人員的特別關(guān)注，在國內(nèi)外的發(fā)展應(yīng)用正逐步走向成熟。

2 LCD簡介

LCD(Liquid Crystal Display)，即液晶顯示器。液晶顯示是通過環(huán)境光來顯示信息的，它本身并不發(fā)光，因而功耗很低，只要求液晶周圍有足夠的光強(qiáng)。LCD是人與機(jī)器溝通的重要界面，早期以顯像管(CRT／Cathode Ray Tube)顯示器為主，但隨著科技不斷進(jìn)步，各種顯示技術(shù)如雨后春筍般誕生。LCD由于具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險(xiǎn)、平面直角顯示以

及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，逐漸占據(jù)顯示的主流地位。

LCD的類型，根據(jù)其分類方式的不同而不同。如根據(jù)LCD顯示內(nèi)容的不同可以分為段式LCD和點(diǎn)陣LCD。根據(jù)LCD驅(qū)動(dòng)方式的不同可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和多路驅(qū)動(dòng)。

3 MSP430F44X簡介

MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集單片機(jī)[2]。該系列單片機(jī)性價(jià)比相當(dāng)高，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用上都表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)勢。它主要應(yīng)用在各種要求極低功率消耗的場合，特別適合用于智能測量儀器、各種醫(yī)療器械、智能化家用電器和電池供電便攜設(shè)備產(chǎn)品之中。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

MSP430F44X的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要包括：CPU、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、FLL+時(shí)鐘系統(tǒng)(片內(nèi)DCO+晶體振蕩器)、看門狗定時(shí)器／通用目的定時(shí)器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比較器A(精確的模擬比較器，常用于斜邊(Slope)A／D轉(zhuǎn)換)、復(fù)位電壓控制／電源電壓管理、基本定時(shí)器(Basic Timerl)、定時(shí)器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比較器(多達(dá)160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各種具體的型號(hào)稍有差別。在本次設(shè)計(jì)中，具體選擇MSP430F449作為人機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)具有許多獨(dú)到的優(yōu)勢。這一點(diǎn)，讀者可以根據(jù)TI公司相關(guān)的數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行比較。

3.2 片內(nèi)外模塊特性

MSP430F44X具有豐富的片內(nèi)外圍模塊，其明顯的特點(diǎn)是：具有48條I／0口線的6個(gè)并行口P1-P6，其中P1、p2具有中斷能力，同時(shí)具有2個(gè)可用于UART/SPI模式選擇的串 行口 (USART0和USARTl)； 內(nèi)含12位的A／D轉(zhuǎn)換器ADCl2，快速執(zhí)行8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到結(jié)果的硬件乘法器；多達(dá)160段的LCD控制器／比較器，可以實(shí)現(xiàn)多種方式的驅(qū)動(dòng)顯示；可以實(shí)現(xiàn)UART、PWM、斜坡ADC的16位Timer-A和16位Timer-B；非常靈活的時(shí)鐘系統(tǒng)，既可用32768Hz的鐘表晶振產(chǎn)生低頻時(shí)鐘，也可以用450kHz-8MHz的晶體產(chǎn)生高頻時(shí)鐘，同時(shí)還可以使用外部時(shí)鐘源或者用不同控制頻率的DCO；多達(dá)幾十kB的Flash空間，這樣數(shù)據(jù)既可以保存在片內(nèi)的Flash信息存儲(chǔ)器，也可保存在程序的Hash中的剩余空間。

4 接口電路設(shè)計(jì)

4.1 接口電路簡圖及說明

典型應(yīng)用電路示意圖。在該圖中，LCD類型和鍵盤種類及數(shù)目的選擇、下拉電阻的數(shù)值大小都必須認(rèn)真考慮，硬件設(shè)計(jì)要滿足一定的工作時(shí)序關(guān)系，復(fù)位時(shí)預(yù)留緩沖時(shí)間和懸空部分引腳，晶振的選擇要在適當(dāng)?shù)臄?shù)值，必須保證交流驅(qū)動(dòng)的頻率在30Hz-1000Hz范圍內(nèi)，其具體的情況請?jiān)敿?xì)參考TI公司的相關(guān)資料[3]。

4.2 段型液晶顯示屏EDS820A簡介

一般而言，LCD分為筆段型和點(diǎn)陣字符型及點(diǎn)陣圖形型。筆段型主要是顯示數(shù)字，常用于計(jì)數(shù)、計(jì)量和計(jì)時(shí)；點(diǎn)陣字符型用于顯示數(shù)字和西文字符；點(diǎn)陣圖形型用于顯示圖形及字符。本設(shè)計(jì)中用到的EDS820A就是由西安新敏電子科技有限公司生產(chǎn)的筆段型LCD。是該顯示屏的各個(gè)引腳的邏輯功能表。

顯而易見，該產(chǎn)品EDS820A是5位的液晶顯示屏，它只有4個(gè)DP，用于顯示小數(shù)點(diǎn)；COM端也只有一個(gè)，所以該LCD與MSP430F449的管腳連接應(yīng)該引起足夠重視.

5 軟件設(shè)計(jì)

硬件連接電路圖為例，編寫了鍵盤控制及顯示程序，程序在IAR Embedded Workbench編譯通過。全部主程序包括詳細(xì)的發(fā)射和接收子程序，及初始化和等待鍵盤輸入轉(zhuǎn)換、顯示等等，值得注意的是發(fā)射與接收的控制要適當(dāng)。

該程序是用匯編編寫的。程序?qū)崿F(xiàn)的是等待按鍵輸入，讀取鍵值，最后進(jìn)行鍵值處理和顯示的功能。

檢測是否有鍵按下是通過KEY是否有高電平信號(hào)。平時(shí)，KEY為低電平，當(dāng)有鍵按下時(shí)為高電平，它發(fā)送一個(gè)脈沖給單片機(jī)MSP430F449，當(dāng)單片機(jī)檢測到該信號(hào)時(shí)，判斷按鍵的功能，從而進(jìn)行相應(yīng)的處理。

6 人機(jī)接口電路在體內(nèi)電刺激器中的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)上，在進(jìn)行疾病控制時(shí)，通常可以通過電極以一定波形(如方波、正弦波等)、頻率、幅度、占空比等電信號(hào)對(duì)神經(jīng)或肌肉進(jìn)行刺激，以使其支配相應(yīng)的功能或肌肉產(chǎn)生收縮／舒張動(dòng)作，從而有利于癥狀的減輕。由于不同部位的神經(jīng)或肌肉對(duì)電刺激發(fā)生的敏感水平不同，不同強(qiáng)弱和不同性質(zhì)的電信號(hào)所產(chǎn)生的刺激效果是不一樣的。我們研制的體內(nèi)電刺激器，可以產(chǎn)生手術(shù)時(shí)所需要的具有不同的頻率、幅度、占空比的不同波形信號(hào)。該儀器幅度、占空比準(zhǔn)確，頻率穩(wěn)定，各參數(shù)均可以精確的調(diào)節(jié)。而且，由于使用了LCD顯示，它與單片機(jī)的連接簡單。LCD具有質(zhì)量輕、體積小、電壓低、功耗小、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，其人機(jī)界面相當(dāng)友好。但人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到整臺(tái)儀器的使用效果。

根據(jù)需要，我們設(shè)計(jì)了5個(gè)鍵。這里，S1表示波形的振幅，S2表示波形的頻率，S3表示波形的占空比，S4為+1鍵，S5為-1鍵。通過54，S5可以調(diào)節(jié)波形的各個(gè)參數(shù)值。其中，振幅可以是在一個(gè)參考值的基礎(chǔ)上的0-99.9％；頻率可以是1Hz-999Hz；占空比調(diào)節(jié)范圍可以為1.0％-99.9％[1]。