【正文】 存儲能力、以至整體計(jì)算能力一直在按照Moore定律成倍翻新。另一方面，人的認(rèn)知能力（包括記憶、理解能力）是不隨時(shí)間成倍增長的。因此人和計(jì)算機(jī)的交互就會存在嚴(yán)重的不平衡 。人機(jī)交互技術(shù)，從本質(zhì)上講，是為了減輕人的認(rèn)知負(fù)荷，增強(qiáng)人類的感覺通道和動作通道的能力。所以新一代的用戶界面將會秉承“無所不在的計(jì)算思想”，在五個(gè)“any”（ access Any body, Any thing, Anywhere, at Any time, via Any device）上進(jìn)行延伸。計(jì)算機(jī)將會從我們的“眼前”消失融入到我們周圍的環(huán)境中去。在這個(gè)過程中，圖形用戶界面（GUI）不會被替代，而是會被增強(qiáng)。圖形用戶界面將在以下幾方面繼續(xù)發(fā)展：從直接控制到非直接控制（smart X, agents, SUI簡易用戶界面）；從二維到三維視感；更準(zhǔn)確的語音、手勢識別；高質(zhì)量的觸覺反饋設(shè)備；更方便的界面開發(fā)工具；增強(qiáng)“智能代理”功能； 用視頻攝像來識別用戶的身份、位置、眼動和姿勢。四、存在問題缺乏“共同立場”，是人機(jī)交互的根本問題。由于科技水平和成本的限制，機(jī)器和人類有著相當(dāng)大的不同。傳感器十分昂貴，使得機(jī)器只能擁有數(shù)量很少的簡單的傳感器。機(jī)器幾乎不能學(xué)習(xí)。機(jī)器幾乎沒有常識。機(jī)器不知道人在想什么。機(jī)器沒有復(fù)雜的情感系統(tǒng)。未來的幾十年內(nèi)，像科幻電影中那樣的機(jī)器人難以實(shí)現(xiàn)。目前自動化機(jī)器的智能，其實(shí)是存在于設(shè)計(jì)師的腦子里——設(shè)計(jì)師預(yù)先設(shè)想所有可能發(fā)生的情況。一旦出了設(shè)計(jì)師沒有想到的情況，就會出現(xiàn)差錯，這時(shí)就需要人來干預(yù)機(jī)器的行為。這里的問題是，機(jī)器能夠自動長時(shí)間無差錯運(yùn)行反而有危險(xiǎn)——在飛機(jī)自動駕駛狀態(tài)下，飛行員居然會睡覺！另一方面，一旦出現(xiàn)差錯，機(jī)器如何能夠及時(shí)、自然地通知人類，也是十分重要的問題。五、主要參考文獻(xiàn) [1]a16. 北京航空航天大學(xué)出版社. 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Objectorient Analysis and D esign with Application (Second Edition). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社附錄3 附錄3燕 山 大 學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告課題名稱：學(xué)院（系）：年級專業(yè)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：一、任務(wù)書中本階段工作目標(biāo)與任務(wù)要求本課題的內(nèi)容是基于AVR單片機(jī)mega16的人機(jī)接口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。人機(jī)交互系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)系整個(gè)通信過程的軟硬件系統(tǒng)。它一方面將機(jī)器提供的功能以及可用的信息以用戶熟悉的方式提供給用戶，另一方面將用戶的行為（比如輸入）翻譯成機(jī)器能夠理解的指令或命令。它是指人與單片機(jī)之間通過輸入/輸出設(shè)備的接口建立聯(lián)系、交換信息，這些設(shè)備包括鍵盤，顯示器等。因此，整套系統(tǒng)是用于手持設(shè)備中，整個(gè)系統(tǒng)的供電是靠電池來完成的，所以，需要選擇的器件要具備低功耗，低成本的特點(diǎn)。本階段主要在了解mega16單片機(jī)的基礎(chǔ)上完成電路的設(shè)計(jì)搭建，兩級菜單程序的編寫及初步的仿真。二、目前已完成任務(wù)情況 ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。KS0108是一種帶有列驅(qū)動輸出的液晶顯示控制器，它可與行驅(qū)動器KS0107配合使用，組成液晶顯示驅(qū)動控制系統(tǒng)。整個(gè)人機(jī)接口系統(tǒng)主要是由一個(gè)AVR單片機(jī)，一個(gè)LCD液晶和一個(gè)4*4矩陣式鍵盤組成的。AVR單片機(jī)用來連接鍵盤和液晶，它接收鍵盤傳來的輸入信號，轉(zhuǎn)換后傳遞給液晶顯示器，使液晶顯示器開始顯示；4*4矩陣式鍵盤上的16個(gè)按鍵分別設(shè)置為09的10個(gè)數(shù)字鍵，加減乘除及等號5個(gè)運(yùn)算方式按鍵和一個(gè)復(fù)位鍵。液晶顯示器顯示的內(nèi)容，通過單片機(jī)傳輸?shù)闹噶?，調(diào)用它內(nèi)部控制器中的內(nèi)容來顯示。整體工作過程為：矩陣鍵盤由16個(gè)表示不同功能的按鍵組成，當(dāng)有人任意按下16個(gè)按鍵中的某個(gè)或某幾個(gè)按鍵后，鍵盤通過掃描后確定按下的鍵位，產(chǎn)生相應(yīng)的信號，然后將信號傳遞給mega16單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部根據(jù)不同的按鍵轉(zhuǎn)為不同的處理，然后再傳遞給液晶控制器。這里主要的三個(gè)部分，矩陣鍵盤和單片機(jī)之間以及單片機(jī)和液晶之間都是通過I/O口進(jìn)行連接的。LCD顯示主程序流程圖：鍵盤掃描程序流程圖：硬件實(shí)現(xiàn)電路為：三、存在的問題和擬解決方法三、存在的問題和擬解決方法 本課題在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中還存在很多的不足以及需要改進(jìn)的地方：硬件電路搭建過程中某些接口的功能未能完全利用，部分接口的功能還不夠完善，下一步需繼續(xù)完善。二級菜單下的具體功能還沒有成型，有待于利用現(xiàn)有的硬件去開發(fā)更多的人機(jī)交互功能，代碼擬采用C語言實(shí)現(xiàn)，利用CVAVR環(huán)境編譯。部分程序還不能完全實(shí)現(xiàn)所設(shè)想的功能，軟件體系結(jié)構(gòu)比較混亂，導(dǎo)致人機(jī)交互過程友好度較低，接下來需進(jìn)一步優(yōu)化代碼，完善流程，提高人機(jī)交互的友好性。附錄4 附錄4燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）英文翻譯 課題名稱：學(xué)院（系）：年級專業(yè)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：從無線電世界到單片機(jī)世界現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)革命，將世界經(jīng)濟(jì)從資本經(jīng)濟(jì)帶入到知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在電子世界領(lǐng)域，從20世紀(jì)中的無線電時(shí)代也進(jìn)入到21世紀(jì)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的智能化現(xiàn)代電子系統(tǒng)時(shí)代?，F(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(簡稱嵌入式系統(tǒng))，而單片機(jī)是最典型、最廣泛、最普及的嵌入式系統(tǒng)。 一、無線電世界造就了幾代英才 在20世紀(jì)五六十年代，最具代表的先進(jìn)的電子技術(shù)就是無線電技術(shù)，包括無線電廣播、收音、無線通信(電報(bào))、業(yè)余無線電臺、無線電定位、導(dǎo)航等遙測、遙控、遙信技術(shù)。早期就是這些電子技術(shù)帶領(lǐng)著許多青少年步入了奇妙的電子世界，無線電技術(shù)展示了當(dāng)時(shí)科技生活美妙的前景。電子科學(xué)開始形成了一門新興學(xué)科。無線電電子學(xué)、無線通信開始了電子世界的歷程。 無線電技術(shù)不僅成為了當(dāng)時(shí)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的代表，而且從普及到專業(yè)的科學(xué)領(lǐng)域，吸引了廣大青少年，并使他們從中找到了無窮的樂趣。從床頭的礦石收音機(jī)到超外差收音機(jī)；從無線電發(fā)報(bào)到業(yè)余無線電臺；從電話、電鈴到無線電操縱模型。無線電技術(shù)成為當(dāng)時(shí)青少年科普、科技教育最普及、最廣泛的內(nèi)容。至今，許多老一輩的工程師、專家、教授當(dāng)年都是無線電愛好者。無線電技術(shù)的無窮樂趣、無線電技術(shù)的全面訓(xùn)練，從電子學(xué)基本原理、電子元器件基礎(chǔ)到無線電遙控、遙測、遙信電子系統(tǒng)制作，培養(yǎng)出了幾代科技英才。 二、從無線電時(shí)代到電子技術(shù)普及時(shí)代 早期的無線電技術(shù)推動了電子技術(shù)的發(fā)展，其中最主要的是真空管電子技術(shù)向半導(dǎo)體電子技術(shù)的發(fā)展。半導(dǎo)體電子技術(shù)使有源器件實(shí)現(xiàn)了微小型化和低成本，使無線電技術(shù)有了更大普及和創(chuàng)新，并大大地開闊了許多非無線電的控制領(lǐng)域。 半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展導(dǎo)致集成電路器件的產(chǎn)生，形成了近代電子技術(shù)的飛躍，電子技術(shù)從分立器件時(shí)代走進(jìn)了電路集成時(shí)代。電子設(shè)計(jì)工程師不再用分立的電子元器件設(shè)計(jì)電路單元，而直接選擇集成化的電路單元器件構(gòu)成系統(tǒng)。他們從電路單元設(shè)計(jì)中解放出來，致力于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大大地解放了科技生產(chǎn)力，促進(jìn)了電子系統(tǒng)更大范圍的普及。 半導(dǎo)體集成電路首先在基本數(shù)字邏輯電路上取得突破。大量數(shù)字邏輯電路，如門電路、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、移位寄存器以及模擬開關(guān)、比較器等，為電子數(shù)字控制提供了極佳的條件，使傳統(tǒng)的機(jī)械控制轉(zhuǎn)向電子控制。功率電子器件以及傳感技術(shù)的發(fā)展使原先以無線電為中心的電子技術(shù)開始轉(zhuǎn)向工程領(lǐng)域中的機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)字控制，檢測領(lǐng)域中的信息采集，運(yùn)動機(jī)械對象的電氣伺服驅(qū)動控制。 半導(dǎo)體及其集成電路技術(shù)將我們帶入了一個(gè)電子技術(shù)普及時(shí)代，無線電技術(shù)成為電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)部分。 進(jìn)入20世紀(jì)70年代，大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，促進(jìn)了常規(guī)的電子電路單元的專用電子系統(tǒng)發(fā)展。許多專用電子系統(tǒng)單元變成了集成化器件，如收音機(jī)、電子鐘、計(jì)算器等，在這些領(lǐng)域的電子工程師從電路、系統(tǒng)的精心設(shè)計(jì)、調(diào)試轉(zhuǎn)變?yōu)槠骷x擇、外圍器件適配工作。電子技術(shù)發(fā)展了，電子產(chǎn)品豐富了，電子工程師的難度減少了，但與此同時(shí)，無線電技術(shù)、電子技術(shù)的魅力卻削弱了。半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展使經(jīng)典電子系統(tǒng)日趨完善，留在大規(guī)模集成電路以外的電子技術(shù)日益減少，電子技術(shù)沒有了往昔無線電時(shí)代的無窮樂趣和全面的工程訓(xùn)練。 三、從經(jīng)典電子技術(shù)時(shí)代到現(xiàn)代電子技術(shù)時(shí)代 進(jìn)入20世紀(jì)80年代，世紀(jì)經(jīng)濟(jì)中最重要的變革是計(jì)算機(jī)的產(chǎn)業(yè)革命。而計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)革命的最重要標(biāo)志則是計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用的誕生。近代電子計(jì)算機(jī)是應(yīng)數(shù)值計(jì)算要求誕生的。在很長的時(shí)間內(nèi)，電子計(jì)算機(jī)都是以發(fā)展海量數(shù)值計(jì)算為己任。但是電子計(jì)算機(jī)表現(xiàn)出的邏輯運(yùn)算、處理、控制能力，吸引了電子控制領(lǐng)域的專家，他們要求發(fā)展能滿足控制對象要求，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。如果將滿足海量數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，那么則可把嵌入到對象體系(如艦船、飛機(jī)、機(jī)車等)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱作嵌入式計(jì)算機(jī)。顯而易見，兩者的技術(shù)發(fā)展方向是不同的。前者要求海量數(shù)據(jù)存儲、吞吐、高速數(shù)據(jù)處理分析及傳輸；而后者要求在對象環(huán)境中可靠運(yùn)行，對外部物理參數(shù)的高速采集、邏輯分析處理和對外部對象的快速控制等。早期人們將通用計(jì)算機(jī)加上數(shù)據(jù)采集單元、輸出驅(qū)動電路勉為其難地構(gòu)成一個(gè)熱處理爐的溫控系統(tǒng)。這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可能為大多數(shù)電子系統(tǒng)采用，而且要使通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)滿足嵌入式應(yīng)用要求，必然影響高速數(shù)值處理技術(shù)的發(fā)展。為了解決計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的矛盾，在20世紀(jì)70年代，半導(dǎo)體專家另辟蹊徑，完全按照電子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用要求，將一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的基本系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上，形成了早期的單片機(jī)(Single Chip Microputer)。單片機(jī)問世后，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中開始出現(xiàn)了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的兩大分支。此后，無論是嵌入式系統(tǒng)，還是通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都得到了飛速的發(fā)展。 早期雖然有通用計(jì)算機(jī)改裝而成的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而真正意義上的嵌入式系統(tǒng)始于單片機(jī)的出現(xiàn)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是專門為嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的，單片機(jī)只能實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用。單片機(jī)能最好地滿足嵌入式應(yīng)用的環(huán)境要求，例如，芯片級的物理空間、大規(guī)模集成電路的低價(jià)位、良好的外圍接口總線和突出控制功能的指令系統(tǒng)。 單片機(jī)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)核，嵌入到電子系統(tǒng)中，為電子系統(tǒng)智能化奠定了基礎(chǔ)。因此，當(dāng)前單片機(jī)在電子系統(tǒng)中的廣泛使用，使經(jīng)典電子系統(tǒng)迅速過渡到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)。 四、單片機(jī)開創(chuàng)了現(xiàn)代電子系統(tǒng)時(shí)代 1單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)源于計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用，早期嵌入式系統(tǒng)為通用計(jì)算機(jī)經(jīng)改裝后嵌入到對象體系中的各種電子系統(tǒng)，如艦船的自動駕駛儀，輪機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)等。嵌入式系統(tǒng)首先是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其次它被嵌入到對象體系中、在對象體系中實(shí)現(xiàn)對象要求的數(shù)據(jù)采集、處理、狀態(tài)顯示、輸出控制等功能，由于嵌入在對象體系中，嵌入式系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)沒有計(jì)算機(jī)的獨(dú)立形式及功能。單片機(jī)完全是按照嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的，因此單片機(jī)是最典型的嵌入式系統(tǒng)。早期的單片機(jī)只是按嵌入式應(yīng)用技術(shù)要求設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)單芯片集成，故名單片機(jī)。隨后，單片機(jī)為滿足嵌入式應(yīng)用要求不斷增強(qiáng)其控制功能與外圍接口功能，尤其是突出控制功能，因此國際上已將單片機(jī)正名為微控制器(MCU，Microcontroller Unit)。 2單片機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)代電子系統(tǒng)將成為主流電子系統(tǒng) 單片機(jī)是器件級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它可以嵌入到任何對象體系中去，實(shí)現(xiàn)智能化控制。小到微型機(jī)械，如手表、助聽器。集成器件級的低價(jià)位，低到幾元、十幾元，足以使單片機(jī)普及到許多民用家電、電子玩具中去。單片機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)代電子系統(tǒng)已深入到各家各戶，正改變我們的生活，如家庭中的音響、電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐、電話、防盜系統(tǒng)、空調(diào)機(jī)等。單片機(jī)革新了原有電子系統(tǒng)，如微波爐采用單片機(jī)控制后，可方便地進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置、程序記憶、功率控制；空調(diào)機(jī)采用單片機(jī)后不但遙控參數(shù)設(shè)置方便，運(yùn)行狀態(tài)自動變換，還可實(shí)現(xiàn)變頻控制。目前許多家用電器如VCD、DVD只有單片機(jī)出現(xiàn)后才可能實(shí)現(xiàn)其功能。 3嵌入式系統(tǒng)帶動了整個(gè)電子產(chǎn)業(yè) 目前電子元器件產(chǎn)業(yè)除了微處理器、嵌入式系統(tǒng)器件外，大多是圍繞現(xiàn)代電子