第6章 人机接口技术
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【精品课件】人机接口技术
10.1.1 机械式开关接口的基本应用
在大多数情况下，都是 使用机械式开关来产生二个 固定的位置得到0、l电平信号。 图10.1是开关通过单片机的 I/O口输入电平信号的电路。
图10.1 开关输入电路
在图10.1中共有3个开关，K0 – K2，电阻R0 – R2为上 拉电阻，开关在断开状态时，+5V电压通过上拉电阻向 P1.0 – P1.2口输入一个高电平信号，开关在闭合状态时， P1.0 – P1.2口直接接地，接收到一个低电平信号。由于开 关的断开和闭合状态是稳定的，所以输入单片机的I/O口 的电平信号也是稳定的，在编写程序时，只要读取P1.0 – P1.2端口的0、1状态，就可以知道开关断开和闭合的状态。 基本判别语句有： JB P1.0 Re1 ;语句用于当Pl.0=l，则程序转Rel执行。或 JNB P1.0 Re2 ;语句用于当P1.0=0，则程序转Re2执行
人机接口是指单片机的输入
输出设备，包括输入键盘、开关 按钮和显示装置、打印机等。通 过单片机的人机接口设备，向单 片机输入命令和数据，了解单片 机运行的状态和显示相关的工作 参数。
10.1. 开关接口
开关是一种有二个可选择的、 有固定位置的装置，主要用于向 单片机输入电平信号。通过拨动 开关的位置，使单片机得到一个 固定不变的电平信号，用于向单 片机输入控制命令或数据，开关 信号可以通过机械式开关、电子 式开关等方式产生。
10.1.2 电子式开关接口的基本应用
除了使用机械式开关装置设 计开关接口电路外，还可以应用 光电传感器、接近开关、霍尔传 感器等电子元器件设计成0、l电 平信号输入单片机，完成开关量 输入的作用。图10.3为光电传感 器的应用电路。
图10.3 光电传感器开关 接口应用电路
PCS-221N常规母线电压合并单元技术和使用说明书
技术支持，请联系： 电话：025-52107703、8008289967、4008289967 传真：025-52100770 或登陆网站：/ser_sup
我们定期仔细检查本文档中的内容，在后续版本中会有必要的修正。 资料相关，请联系：
但不可避免会有一些错误之处，欢迎提出改进的意见。
警示！
接地 装置的接地端子必须可靠接地。 运行环境 该装置只允许运行在技术参数所规定的大气环境中，而且运行环境不能存在不正常的震动。 额定值 在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。 印刷电路板 在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，否则可能导致装置不正确动作。 外部回路 当把装置输出的接点连接到外部回路时，须仔细检查所用的外部电源电压，以防止所连接的回 路过热。 连接电缆 仔细处理连接的电缆避免施加过大的外力。
特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的 人身伤亡或设备损坏。
危险！
在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路可能会 产生极端危险的高压。
南京南瑞继保电气有限公司
i
PCS-921N 常规母线电压合并单元
警告！
曝露端子 在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。 残余电压 在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这些电压需在数秒钟后才会消失。
PCS-221N 常规母线电压合并单元
说明书
前言
PCS-921N 常规母线电压合并单元
使用产品前，请仔细阅读本章节！
本章叙述了使用产品前的安全预防建议。在安装和使用时，本章内容必须全部阅读且充分理解。 忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，本公司不承担相应负责。
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警示！
接地 装置的接地端子必须可靠接地。 运行环境 该装置只允许运行在技术参数所规定的大气环境中，而且运行环境不能存在不正常的震动。 额定值 在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。 印刷电路板 在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，否则可能导致装置不正确动作。 外部回路 当把装置输出的接点连接到外部回路时，须仔细检查所用的外部电源电压，以防止所连接的回 路过热。 连接电缆 仔细处理连接的电缆避免施加过大的外力。
特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的 人身伤亡或设备损坏。
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在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路可能会 产生极端危险的高压。
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警告！
曝露端子 在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。 残余电压 在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这些电压需在数秒钟后才会消失。
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说明书
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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。
UDC-302测控装置_说明书_常规站版_Ver1.16
版权声明 版本:Ver1.16 我们会定期校核说明书内容，会做有必要的改进。
I
UDC-302 型测控装置
目录
第 1 章 概述 ................................................................................................................................................. 1 1.1 应用范围 .......................................................................................................................................... 1 1.2 功能配置 .......................................................................................................................................... 1 1.3 产品特点 .......................................................................................................................................... 2 第 2 章 技术参数 ......................................................................................................................................... 3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 电气参数 .......................................................................................................................................... 3 机械结构 .......................................................................................................................................... 4 环境条件参数 .................................................................................................................................. 4 通信端口 .......................................................................................................................................... 4 型式试验 .......................................................................................................................................... 5 电磁兼容试验 .................................................................................................................................. 6 测控功能参数 .................................................................................................................................. 6
人机界面接口技术
预期目标与挑战
明确了下一阶段的预期目标，同 时分析了可能面临的挑战和困难， 提出了相应的应对策略。
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人机界面接口技术
目 录
• 引言 • 人机界面接口技术基础 • 人机界面接口技术应用 • 人机界面接口技术发展趋势 • 人机界面接口技术挑战与解决方案 • 总结与展望
01 引言
目的和背景
目的
介绍人机界面接口技术的概念、原理 、应用及发展趋势，使读者对该领域 有全面深入的了解。
背景
随着计算机技术的飞速发展，人机界 面接口技术已成为人机交互领域的重 要研究方向，广泛应用于各个领域。
用户意图理解
如何准确理解用户的输入和意 图，是人机界面接口技术的核
心挑战。
多模态交互
实现语音、文字、图像、手势 等多种模态的交互，需要克服 多种技术难题。
智能化水平不足
当前人机界面接口技术在智能 化方面还存在不足，难以满足 复杂场景下的用户需求。
隐私与安全问题
在收集、处理用户数据时，如 何保障用户隐私和数据安全也
是一大挑战。
解决方案及优化建议
引入自然语言处理技术
通过自然语言处理技术，提高对用户输入的理解能力， 使交互更加自然、智能。
深度学习技术
利用深度学习技术，提高人机界面接口技术的智能化水 平，使其能够更好地适应复杂场景。
ABCD
多模态融合技术
将不同模态的信息进行融合，提高交互的准确性和效率 。
加强隐私与安全保护
汇报范围和内容
汇报范围
本次汇报将涵盖人机界面接口技术的概念、原理、应用案例及发展趋势等方面。
内容安排
首先介绍人机界面接口技术的基本概念和原理，然后分析几个典型的应用案例， 最后探讨该技术的发展趋势和未来挑战。具体内容包括但不限于输入输出设备、 交互设计原则、智能语音识别与合成技术、虚拟现实与增强现实技术等。
《人机接口技术》课件
虚拟现实技术：通过计算机 模拟产生三维空间，让用户 感觉身临其境
语音识别技术：通过语音识 别技术，用户可以通过语音
与虚拟世界进行交互
手势识别技术：通过手势识 别技术，用户可以通过手势
与虚拟世界进行交互
眼动追踪技术：通过眼动追 踪技术，用户可以通过眼睛
与虚拟世界进行交互
06
人机接口技术的发展趋 势与展望
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汇报人：
人机接口技术PPT课 件大纲
,
汇报人：
目录 /目录
01
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04
人机接口技术 的实现方法
02
人机接口技术 概述
05
人机接口技术 的应用案例
03
人机接口技术 的基本原理
06
人机接口技术 的发展趋势与 展望
01 添加章节标题
02 人机接口技术概述
人机接口技术的定义
人机接口技术是指人与计算机或其他设备之间的信息交换方式 包括输入设备和输出设备，如键盘、鼠标、显示器等 人机接口技术旨在提高人机交互的效率和舒适度 人机接口技术的发展与计算机技术的发展密切相关
手术机器人：如达芬奇手术机器人， 可以辅助医生进行高精度手术，提 高手术成功率
添加标题
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远程医疗：通过人机接口技术，医 生可以远程为患者进行诊断和治疗， 提高医疗资源的利用率
康复训练：通过人机接口技术，可 以帮助患者进行康复训练，提高康 复效果。
人机接口技术在工业自动化领域的应用
制
智能监控：通 过智能监控技 术实现对智能 家居设备的安
全监控
智能照明：通 过智能照明技 术实现对智能 家居设备的照
明控制
智能家电：通 过智能家电技 术实现对智能 家居设备的智
语音识别技术：通过语音识 别技术，用户可以通过语音
与虚拟世界进行交互
手势识别技术：通过手势识 别技术，用户可以通过手势
与虚拟世界进行交互
眼动追踪技术：通过眼动追 踪技术，用户可以通过眼睛
与虚拟世界进行交互
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人机接口技术的发展趋 势与展望
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人机接口技术 的实现方法
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人机接口技术 概述
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人机接口技术 的应用案例
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人机接口技术 的基本原理
06
人机接口技术 的发展趋势与 展望
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02 人机接口技术概述
人机接口技术的定义
人机接口技术是指人与计算机或其他设备之间的信息交换方式 包括输入设备和输出设备，如键盘、鼠标、显示器等 人机接口技术旨在提高人机交互的效率和舒适度 人机接口技术的发展与计算机技术的发展密切相关
手术机器人：如达芬奇手术机器人， 可以辅助医生进行高精度手术，提 高手术成功率
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远程医疗：通过人机接口技术，医 生可以远程为患者进行诊断和治疗， 提高医疗资源的利用率
康复训练：通过人机接口技术，可 以帮助患者进行康复训练，提高康 复效果。
人机接口技术在工业自动化领域的应用
制
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全监控
智能照明：通 过智能照明技 术实现对智能 家居设备的照
明控制
智能家电：通 过智能家电技 术实现对智能 家居设备的智
第六章 虚拟现实技术与教育
2、眼部跟踪器： 位于眼睛的四周， 通过观察眼肌微小的动 作来分析眼睛正在注视的方向，并产生一个相 应的数字信号作为反馈信息发送给反馈信息处 理设备，之后ＶＲ处理器经过处理，从真实存 在处理设备中送来此时眼睛应该看到的图像。
3、三维立体声耳机： 为了使虚拟环境更为真实就必须采用三 维立体声耳机。在这种耳机中每侧各有若干 个与人耳的距离、角度都不相同的小型高保 真扬声器，通过控制这些扬声器中音频信号 的电平（音量）和相位（延时）来虚拟出一 个逼真的三维音响空间。
二、人机接口设备
交互性是虚拟现实系统的首要特性，为了 允许人机交互，必须使用特殊的人机接口与外 设，既要允许用户信息输入到计算机，也要使 计算机能反馈信息给用户。
视觉、 听觉、 触觉等。
（一）理想的视觉显示与日常经历中的场景对 比，在质量、修改率和范围方面应该是无法区分的。 必须认真评价各种显示特性的重要性，这包括视觉 特性（视场、分辨率、亮度、对比和彩色），人类 工程学，安全，可靠和价格。视觉显示的基本要求 是提供立体视觉。
第一节
虚拟现实技术
一、虚拟现实概述
（一）什么是虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），又称 临境技术，是指用立体眼镜和传感手套等一系列传感 辅助设施来实现的一种三维现实，人们通过这些设施 以自然的方式（如头的转动、手的运动等）向计算机 送入各种动作信息，并且通过视觉、听觉以及触觉设 施使人们得到三维的视觉、听觉及触觉等感觉世界。 随着人们动作的改变，这些感觉也随之改变。
传感手套是为满足上述要求而设计的虚拟现实工具。 商业化的产品有VPL公司的DataGlove，Vertex的 CyberGlove，Mattel的PowerGlove，和Exos Dextrous Hand 。
人机通信智能接口技术简介
技术？
3
报告主要内容
• 人机通信的概念 • 人机通信的简要历史 • 什么是人机通信智能接口(HCCI)技术 • HCCI的主要研究方向及相关学术领域 • 典型的HCCI技术简介 • SCUT-HCII实验室部分HCII系统演示
4
什么是人机通信智能接口(HCCI)技术
• 人机交互(Human Computer Interaction, HCI)
Computing ）
– Xerox 公司首席科学家Mark Weiser在90年代初提出了的构想 – 基本思想：随着计算机技术的发展，个人计算机和工作站会逐渐淡化’
消失’，计算会变得无处不在，而这种消失不仅仅是技术发展的直接后 果，而是人类心理的作用。当人类对某些事物掌握得足够好的时候， 这些事物就会成为我们生活不可分的一部分，我们就会慢慢地不觉得 它们的存在。
• 应用：
– 语音导航 – 电子图书 – 人机对话 – 玩具、娱乐…
29
30
5
手势/手语识别
• 手势是人们进行信息交流的一个重要手段 • 手势识别（Gesture Recognition) 是实现自然、直
接人机交互不可缺少的关键技术
• 基于数据手套和基于视觉两种 • 人手是复杂变形体，并且由于视觉本身的不稳定
• Computation and recognition
process may carried out to give corresponding result
• The device is with a LCD display
25
26
微软的数字墨水技术
27
笔计算人机交互技术
• 中国科学院软件所HCII
– Eg. 呼吸, 笔纸的使用…
3
报告主要内容
• 人机通信的概念 • 人机通信的简要历史 • 什么是人机通信智能接口(HCCI)技术 • HCCI的主要研究方向及相关学术领域 • 典型的HCCI技术简介 • SCUT-HCII实验室部分HCII系统演示
4
什么是人机通信智能接口(HCCI)技术
• 人机交互(Human Computer Interaction, HCI)
Computing ）
– Xerox 公司首席科学家Mark Weiser在90年代初提出了的构想 – 基本思想：随着计算机技术的发展，个人计算机和工作站会逐渐淡化’
消失’，计算会变得无处不在，而这种消失不仅仅是技术发展的直接后 果，而是人类心理的作用。当人类对某些事物掌握得足够好的时候， 这些事物就会成为我们生活不可分的一部分，我们就会慢慢地不觉得 它们的存在。
• 应用：
– 语音导航 – 电子图书 – 人机对话 – 玩具、娱乐…
29
30
5
手势/手语识别
• 手势是人们进行信息交流的一个重要手段 • 手势识别（Gesture Recognition) 是实现自然、直
接人机交互不可缺少的关键技术
• 基于数据手套和基于视觉两种 • 人手是复杂变形体，并且由于视觉本身的不稳定
• Computation and recognition
process may carried out to give corresponding result
• The device is with a LCD display
25
26
微软的数字墨水技术
27
笔计算人机交互技术
• 中国科学院软件所HCII
– Eg. 呼吸, 笔纸的使用…
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.
人机交互技术教学课件-第6章 直接操纵与虚拟环境
❖ · 拼写检查器和词典是大多数全功能的文字处理软件的标准功能。拼写检查也能设 置为当用户正在输入时起作用和自动改正一般错误。
❖ · 语法检查器给用户提供单词和书写风格方面潜在问题的评论。 ❖ · 文档编辑器允许用户使用标准段落来编写复杂文档，诸如合同。
6.2.2 VisiCalc电子制表软件及其后续产品
6.2.1 文字处理软件的历史与现状
❖ · 标签图标使常用动作快速。大多数文字处理软件在工具栏中都有常用动作的标签 图标。这些按钮充当永久的菜单选择显示，用于提醒用户其特性并使快速选择成为 可能。
❖ · 立即显示动作结果。当用户按下按钮来移动光标或使文本居中时，其结果会立即 在屏幕上显示。删除动作是立即显现的：字符、字或行被擦除，剩余文本重新排序。 同样，插入或文本移动动作在每次击键或按功能键后显示。
❖ 到20世纪90年代早期，全屏幕编辑器被描述为“所见即所得（WYSIWYG）”。微 软的Word（见图6-1）目前在Apple和Windows平台上处于主导地位，同时大多 数与其竞争的文字处理软件逐渐成为往事。
图6-1 WYSIWYG编辑器的例子： 微软Word 2013
6.2.1 文字处理软件的历史与现状
6.1 直接操纵和WIMP界面
❖ Shneiderman认为直接操纵应具有以下特点： ❖ · 该系统展现了真实世界的一种扩展。它假定用户对于他或她兴趣范围内的对象和
操作非常熟悉。系统简单地将其复制并呈现在另一种媒介——屏幕上。人们有权访 问修改这些分布在窗口中的对象。人们可以在一个熟悉的环境中以熟悉的方式进行 工作，关注于数据本身，而非应用程序或工具。而往往不太熟悉的系统物理构造从 视图中隐藏了起来，不会打扰用户。
人机交互技术
（第6章 直接操纵与虚拟环境）
❖ · 语法检查器给用户提供单词和书写风格方面潜在问题的评论。 ❖ · 文档编辑器允许用户使用标准段落来编写复杂文档，诸如合同。
6.2.2 VisiCalc电子制表软件及其后续产品
6.2.1 文字处理软件的历史与现状
❖ · 标签图标使常用动作快速。大多数文字处理软件在工具栏中都有常用动作的标签 图标。这些按钮充当永久的菜单选择显示，用于提醒用户其特性并使快速选择成为 可能。
❖ · 立即显示动作结果。当用户按下按钮来移动光标或使文本居中时，其结果会立即 在屏幕上显示。删除动作是立即显现的：字符、字或行被擦除，剩余文本重新排序。 同样，插入或文本移动动作在每次击键或按功能键后显示。
❖ 到20世纪90年代早期，全屏幕编辑器被描述为“所见即所得（WYSIWYG）”。微 软的Word（见图6-1）目前在Apple和Windows平台上处于主导地位，同时大多 数与其竞争的文字处理软件逐渐成为往事。
图6-1 WYSIWYG编辑器的例子： 微软Word 2013
6.2.1 文字处理软件的历史与现状
6.1 直接操纵和WIMP界面
❖ Shneiderman认为直接操纵应具有以下特点： ❖ · 该系统展现了真实世界的一种扩展。它假定用户对于他或她兴趣范围内的对象和
操作非常熟悉。系统简单地将其复制并呈现在另一种媒介——屏幕上。人们有权访 问修改这些分布在窗口中的对象。人们可以在一个熟悉的环境中以熟悉的方式进行 工作，关注于数据本身，而非应用程序或工具。而往往不太熟悉的系统物理构造从 视图中隐藏了起来，不会打扰用户。
人机交互技术
（第6章 直接操纵与虚拟环境）
人机接口
西北师范大学计算机科学系http:// 版权声明本电子教案内容为西北师范大学计算机科学系微机原理与汇编语言课讲义，大家可以自己个人使用。
但由于本教案同时也部分使用了其他人所写讲义或CAI课件的内容，因此禁止使用本材料进行任何商业性或赢利性活动。
同时作者不承担由于使用本教案而引发的其他连带责任。
转载时请保留本版权声明。
-索国瑞suogr@人机接口❑基本概念❑键盘与键盘接口❑其他输入设备及接口❑显示设备及接口❑打印机接口1 基本概念人机接口的定义人机接口是指人与计算机之间建立联系、交换信息的输入／输出设备的接口。
本章重点分析常见的几种人机交互设备，如键盘、显示器、打印机等的工作原理以及它们与计算机之间的接口。
人机交互设备人机交互设备是计算机系统中最基本的设备之一，是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。
人机接口的功能人机接口是计算机同人机交互设备之间实现信息传输的控制电路。
主机和外设之间进行信息交换为什么一定要通过接口呢？这是因为主机和外设在信息形式和工作速度上具有很大的差异，接口正是为了解决这些差异而设置的。
图14－1为常见的人机接口与主机、外设的连接示意图。
2 键盘与键盘接口键盘是计算机系统不可缺少的输入设备，人们通过键盘上的按键直接向计算机输入各种数据、命令及指令，从而使计算机完成不同的运算及控制任务。
小型键盘接口在大多数键盘中，键开关被排列成M 行×N 列的矩阵结构，每个键开关位于行和列的交叉处。
非编码键盘常用的键盘扫描方法有逐行扫描法和行列扫描法。
1．逐行扫描法图14－2是采用逐行扫描识别键码的8 ×8 键盘矩阵，8 位输出端口和8 位输入端口都在键盘接口电路中，其中输出端口的8 条输出线接键盘矩阵的行线（X0～X7），输入端口的8 条输入线接键盘矩阵的列线（Y～Y7）。
……2．行列扫描法在扫描每一行时，逐个读列线，如果读到的结果为全“1”，说明没有键按下；如果某一列为低电平，说明有键按下，而且行号和列号已经确定。
人机接口技术
2007 copyright / 18 2007年3月25日
四川理工学院 计算机科学系《微机原理》
§13.2 CRT显示器原理及接口技术
§13.2.1 概述
CRT（Cathode Ray Tube阴极射线管）显示器是用来 显示字符、图形和图像的，称为计算机系统的标准输 出设备。
CRT显示器与键盘（标准输入设备）合称计算机终端。 是人机交互必不可少的外部设备。
§13.1.3 PC系列键盘（续）
键盘缓冲区的作用
键盘缓冲区是由16个字节组成的先进先 出循环队列，其作用有两个：
第一，可实现键盘实时输入要求：用户按键 完全是随机实时的，与主机运行应用的要求：应用程序需要 时间不一定与按键同步。键盘缓冲区可事先 存放应用程序所需的全部键符。此外，键盘 缓冲区满足快速操作员的键入要求。
2007 copyright / 10 2007年3月25日
四川理工学院 计算机科学系《微机原理》
定义端口a为输出 端口b为输入
定义端口a为输出 端口b为输入
输出行码为全"0"
设置行码最低位为0
输出行码
读取列码
是全1吗？ N
Y
Y
计算键值 是最后一行吗？ 转相应功能
N
行码循环左移
读取列码
Y 是全"1"吗？ N
系统对显示器的控制是通过访问显示卡的 可寻址端口实现的。显示卡可寻址端口见表 13.3。
表13.3显示器可寻址端口
端 口 号
对 应 寄 存 器
端 口 号 对 应 寄 存 器
3D 4 M C 6845地 址 索 引 寄 存 器 3D A 状 态 寄 存 器
3D 5
M C 6845数 据 寄 存 器 3D B 清 除 光 笔 锁 存 器
3.人机接口技术(显示)
LED 显 示 接 口 设 计
例子2 单片机与矩阵式键盘接口(静态显示) 例子2:单片机与矩阵式键盘接口(静态显示)
;键处理子程序 KEYIN:
利用AT89C51对 利用AT89C51对4×4矩阵键盘进行动态扫 AT89C51
显 示 接 口 设 计
MOV R2,A ;消抖 ACALL DLY 并将所按键的键码显示到数码管. 描,并将所按键的键码显示到数码管. PRES: MOV A,P1 ORL A,#0F0H CJNE A,#0FFH,PRES LCALL DLY LCALL KEYVAL ;取键码 LCALL SEG7 ;显示键码 CPL A MOV P2,A LJMP LOOP SEG7: INC MOVC RET DB DB A A,@A+PC ;取字模
第二章 人机接口技术
(显示接口设计) 显示接口设计)
主讲人:李东升
主要内容
LED的基本概念 LED的基本概念 LED LED接口设计举例 LED接口设计举例 LED LCD的基本概念 LCD的基本概念 LCD LCD接口设计举例 LCD接口设计举例 LCD
LED显示接口设计 第二节 LED显示接口设计
具体措施: 显示 设置申请显示标志,当某模块需要显示时, 首先检查申请标志,如果允许显示,则置 模块 位标志位,然后调用显示模块;否则等待 下次申请.
小数点的处理
方法1 设置两个字模表,一个是不含小数点 的,一个是含小数点的,根据情况分 别取字模. 方法2
LED 显 示 接 口 设 计
设置一个小数点控制单元,逐位判断 是否含小数点,如是则将小数点拼入 字模中.
LCD 显 示 接 口 设 计
电极沿X,Y方向排列成矩阵,按顺序给X 电极施加选通波形,给Y电极施加与X电极 同步的选通或非选通波形,如此周而复始. 有效减少驱动回路数和引出线数,但控制 复杂
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《数据采集技术与系统设计》课件
+5v
第六章 人机接口技术
二、行列式键盘
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6.1 键盘接口技术
又叫矩阵式键盘。用I/O口线组成行、列结构，按键设置在行列的交 点上。例如用2X2的行、列结构可构成4个键的键盘。在按键数量较多时， 可以节省I/O口线。
1.工作原理 按键设置在行、列 线交点处，行、列线 分别连接到按键开关 的两端。当行线通过 上拉电阻接+5V时，被 钳位在高电平状态。
第六章 人机接口技术
二、行列式键盘
2.键盘工作方式
(2)定时扫描工作方式 定时扫描工作方式在本质上是中 断方式。其软件框图如图所示。照程序 要求，在单片机的片内RAM位寻址区设 置去抖动标志KM和处理标志KP两个标 志位。 当键盘中无键按下，KM、KP置零， 返回。由于定时开始后一般不会立即 有键按下，故相当于KM、KP初始化置 零。
第六章 人机接口技术
二、行列式键盘
2.键盘工作方式
（3）中断工作方式 应用系统工作时，并不经 常需要键输入，因此，编程方 式或定时方式，经常处于空扫 描状态。为了进一步提CPU效率， 可以采用中断扫描工作方式。 即在键盘有键按下时，才执行 键盘扫描，执行该键功能程序。 中断扫描工作方式的键盘接口 如图。
I/O
第六章 人机接口技术
6.1 键盘接口技术
一、独立式键盘
1.独立式按键结构 如图是中断方式。 每个按键单独占一根 I/O口线； I/O口内部无上拉电阻 时，应上拉至+5v； 所有I/O口线相与后送 中断口。
AT89S51 AT89S51 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
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二、行列式键盘
1.工作原理
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6.1 键盘接口技术
键盘上的每个键都有一个键值。键值赋值的最直接办法是将行、列线 按二进制顺序排列，当某一键按下时，键盘扫描程序执行到给该列置0电平， 读出各行状态为非全1状态，这时的行、列数据组合成键值。上页图中键盘 键值从左到右、从上至下依次是77，7B，7D，7E；B7，BB，BD，BE；…； E7，EB，ED，EE。 这种负逻辑表示往往不够直观，因而采取行、列线加反相器或软件求 反方法把键盘改成正逻辑，这时键值依次为88，84，82，81；48，44，42， 41；· ：18，14，12，11。 ．· 以上键值表示方式分散度大且不等距，用于散转指令不太方便。对于 不是4X4或8X4、8X8的键盘使用不容易。故可采用依次排列的键值的方法， 这时的键值与键号相一致。
+5V
AT89S51
反转法工作原理
第六章 人机接口技术
二、行列式键盘
3.键盘扫描方式
（2）反转法
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6.1 键盘接口技术
一个8位I/O口构成4*4键盘，硬件采用中断工作方式。反转法的两个步骤如下： 第一步。将D3～D0编程为列输入线，D7～D4编程为行输出线，并使I／O输 出数据为0XH(即保证行输出信号D7～D4为0000)。若有键按下，与门输出低电平， 向CPU申请中断。同时，D3～D0的数据送内存某一单元(N)中存放，其中“0”对应 的是被按下键的列位置。 第二步。将第一步中的传送方向反转过来，即将D7～D4编程为输入线， D3～D0编程为输出线。使I／O口输出数据为N单元中的数(即D3～Do为按下键的 列位置)，然后读入I/O数据，并送入内存N+1单元中存放，该数据的D7～D4位中 0电平对应的位是按下键的行位置。 最后，N中D3～D0与N+1中D7～D4拼接起来就是按键键值。
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二、行列式键盘
2.键盘工作方式
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6.1 键盘接口技术
应用系统中，键盘扫描只是CPU工作的内容之一。CPU既要忙于各项工 作任务，又要兼顾键盘扫描；既保证不失时机的响应键操作，又不过多占 用CPU时间。因此，根据系统中CPU的忙、闲情况，键盘的工作方式有编程 扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式三种。 (1)编程扫描工作方式 编程扫描工作方式是利用CPU在完成其它工作的空余，调用键盘扫描子 程序，来响应键输入要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求。 下图8155扩展I／O口组成的行列式键盘为例，介绍编程扫描工作方式的工 作过程与键盘扫描子程序。
第六章 人机接口技术
6.1 键盘接口技术
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键盘：单片机系统中完成控制参数输入及修改的基本输入设备，是人工 干预系统的重要手段。 键盘的分类：按编码方式可分为编码键盘与非编码键盘。按键组连接方 式可分为独立连接式键盘与矩阵连接式键盘。 无论是按键或键盘都是利用机械触点的合、断作用。一个电压信号通过 机械触点的闭合、断开过程,其波形如图所示。由于机械触点的弹性作用,在 闭合及断开瞬间均有抖动过程,会出现一系列负脉冲。抖动时间,与开关的机 械特性有关,一般为5~10ms。 键按下
+5V 闭合 1
74121 断开 +5V a）R-S触发器 b）单稳态电路 1 输出
I/O口
去抖动开关电路
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一、独立式键盘
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每键相互独立，各自与一条I/O线相连，CPU可直接 读取该I/O线的高/低电平状态。其优点是硬件、软件结构 简单，判键速度快，使用方便；缺点是占I/O口线多。 适用场合：多用于设置控制键、功能键。适用于键 数少的场合。 通常按键输入都采用低电平有效。上拉电阻保证了 按键断开,I/O口线有确定的高电平。当I/O口内部有上拉 电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。
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二、行列式键盘
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3.键盘扫描方式 （2）反转法 反转法时，只要经过两个步骤即可获得键值。
+5V AT89S51 输 入 I/O 口 输 出 1 0 1 1 0 0 0 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 74LS21 INT0/INT1 a）线反转法第一步 b） 线反转法第二步 输 出 I/O 口 输 入 1 0 1 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
+5V
1k
81C55扩展I/O组成的键盘
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二、行列式键盘
2.键盘工作方式
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(1)编程扫描工作方式 在键盘扫描子程序中完成下述几个功能： a.判断键盘上有无键按下。其方法为，PA口输出全扫描字00H，读PC口状 态，若PC0～3为全l则键盘无键按下，若不全为1则有键按下。 b.去键的机械抖动影响。其方法为，在判断有键按下后，软件延时一段时 间再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个确定的键按下， 否则按键抖动处理。 c.求按下键的键号。键号如图所示，观察发现，把行首键号与列号相加处 理后可得到各键键号。其中每行的行首键号依次为0，8，16，24，列号依列 线顺序为0～7。
第六章 人机接口技术
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一、独立式键盘
1.独立式按键结构 如图是查询方式。 通常按键输入都采用低 电平有效。上拉电阻保证 了按键断开时I/O口线有 确定的高电平。I／O口内 部有上拉电阻时，外电路 可以不配置上拉电阻。
AT89S51
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+5V
INT0 INT1
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定时扫描工作方式
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2.键盘工作方式
(2)定时扫描工作方式
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6.1 键盘接口技术
当键盘中有键按下时，先检查KM标志，KM＝0时，表示尚未作去抖动影 响处理，此时中断返回同时KM置1。因为中断返回后要经10ms才可能再次中 断，相当于实现了10ms延时效果，因而程序中不需要延时。当再次定时中断 后检查KP标志，由于开始时KP＝0，程序入查找键号，并使KP置1，执行键功 能程序，然后返回。在KM,KP均为1时，表示键处完毕，再次定时中断时，都 返回原来CPU状态。
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6.1 键盘接口技术
中断扫描工作方式
第六章 人机接口技术
二、行列式键盘
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2.键盘工作方式 （3）中断工作方式
该键盘直接由8031的P1口的高、低字节构成4X4行列式键盘。 P1.4P1．7作键输入线，P1.0-P1.3作扫描输出线。初始时，使P1.0-P1．3置零。 当有键按下时，INT0／INT1端为低电平，向CPU发出中断申请，若CPU开放 外部中断，则响应中断请求，进入中断服务程序。在中断服务程序中除完 成键识别、键功能处理外，还须有消除键抖动影响、多次重复执行键功能 操作等措施。
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二、行列式键盘
2.键盘工作方式
(1)编程扫描工作方式 在该键盘中， 键值与键号相一致， 依次排列为0-31， 共32个键，由1个8 位口和1个4位口组 成4X8的行列式键盘。
AT89S51 P2.7 P2.0 WR RD ALE P0 8 PA7 CE
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二、行列式键盘
2.键盘工作方式
(1)编程扫描工作方式
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6.1 键盘接口技术
按照行列式键盘工作原理，图中32个键的键值应对应作如下分布(按PA， PC口二进制码，X为任意值)： FEXE FDXE FBXE F7XE EFXE DFXE BFXE 7FXB FEXD FDXD FBXD F7XD EFXD DFXD BFXD 7FXD FEXB FDXB FBXB F7XB EFXB DFXB BFXB 7FXB FEX7 FDX7 FBX7 F7X7 EFX7 DFX7 BFX7 7FX7 在上述键值中，从零电平对应的位可以找出行首键号与相应的列号。