【導讀】撰寫開題報告和不少于1000字的外文翻譯；況下進行PCB制板；修改論文并定稿，整理全部資料，準備畢業(yè)答辯?；ソ缑媾c系統(tǒng)交流，并進行操作。人機交互的主要作用是控制有關(guān)設(shè)備的運行和理解并執(zhí)行通過人機交互設(shè)。備傳來的有關(guān)的各種命令和要求。實踐了解到單片機系統(tǒng)，強化了所學理論知識。目前，人機交互技術(shù)正處于多通道、多媒體。目前，人機交互的發(fā)展趨勢為：高科技化、自然化和人性化。新的起點與高度。

　　

【正文】 矩陣鍵盤與 89C52 單片機， 89C52 單片機與數(shù)碼管、 74HC573 鎖存器的選擇與各端口的電路連接。 第四章 人機交互模塊 軟件程序設(shè)計 鎖存器鎖存程序 鎖存器鎖存使能端 LE為下降沿有效，輸出使能端 OE 為低電平有效，所以在畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 數(shù)據(jù)鎖存之前，先將輸出使能端 OE 設(shè)為 0，確保數(shù)據(jù)能正常輸出，然后輸入數(shù)據(jù)至鎖存器，再將鎖存使能端 LE 從 0 設(shè) 1 再設(shè) 0，這時所需要輸出的數(shù)據(jù)就鎖存在鎖存器輸出端上了，并且輸入的數(shù)據(jù)變化也影響不到輸出數(shù)據(jù)，直到下次LE轉(zhuǎn)變?yōu)?1。 鎖存器鎖存流 程圖如下圖 所示。 輸 出 使 能 端 O E 設(shè) 為 0將 數(shù) 據(jù) 輸 入 至7 4 H C 5 7 3 D n 口鎖 存 使 能 端 L E 置 1 再置 0數(shù) 據(jù) 輸 出 至 O n 并 鎖 存 圖 鎖存器鎖存流程圖 行列掃描程序 在該程序中我們采用行列掃描方式進行按鍵的掃描，即逐行設(shè)置連接單片機8 個 I/O 口的矩陣鍵盤的行列電平，首先設(shè)置第一行電平為 0，其余為 1，如果被按下的按鍵在第一行，由于在按鍵按下之后，該按鍵所在的列線電平被拉低，單片機 P1 口數(shù)據(jù)發(fā)生變化，記錄鍵值。若按下的按鍵不在第一行，隨即設(shè)置矩陣鍵盤第二行為電平為 1，其余為 0，同理，如果鍵盤在第二行， I/O 口的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，記錄鍵值。 若不在第二行，程序進入第三行行列掃描，即設(shè)置矩陣鍵盤第三行為 0，其余行列均為 1，該行有按鍵按下時記錄鍵值，沒有按鍵按下時進入第四行掃描。將第四行行線設(shè)為 0，其余行列線設(shè)為 1，按鍵在該行時， I/O口數(shù)據(jù)改變，記錄鍵值，該行沒有按鍵按下時等待下次按鍵按下。其具體流程圖如下圖 所示。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 掃 描 程 序 啟 動將 第 一 行 端 口 設(shè) 為 1 ，其 余 端 口 為 0讀 各 端 口 狀 態(tài)記 錄 鍵 值將 第 二 行 端 口 設(shè) 為 1 ，其 余 端 口 為 0讀 各 端 口 狀 態(tài)將 第 三 行 端 口 設(shè) 為 1 ，其 余 端 口 為 0讀 各 端 口 狀 態(tài)是 否 為 第 一 行 按 鍵是 否 為 第 二 行 按 鍵是 否 為 第 三 行 按 鍵將 第 四 行 端 口 設(shè) 為 1 ，其 余 端 口 為 0讀 各 端 口 狀 態(tài)是 否 為 第 四 行 按 鍵等 待 下 次 按 鍵 按 下記 錄 鍵 值記 錄 鍵 值記 錄 鍵 值YYYYNNNN 圖 行列掃描流程圖 延時函數(shù)設(shè)計 程序中必須在每次有按鍵按下時都要去抖動后再檢測該按鍵是否按下，因為在按鍵按下時的實際波形與理想波形并不一致，實際波形在 按下和釋放時都存在抖動，如圖 所示， 鍵盤抖動會引起一次按鍵被誤讀多次，為了使 CPU 對鍵盤畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 的一次閉合僅做一次處理，必須去除鍵盤抖動。 圖 按鍵按下時實際波形圖 去抖動 消除的方法有硬件和軟件兩種方法。 硬件方法為定時器每隔一段時間定時掃描一次，當掃描到按鍵按下時 CPU 執(zhí)行處理程序。 一般在鍵較少時可用硬件方法；如果鍵較多，常用軟件的方法，檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序，產(chǎn)生幾毫秒的延時，再檢測鍵的閉合狀態(tài)，確認鍵是否真的被按下，當檢測到按鍵釋放后，也要給出幾毫秒的延時，后沿抖動消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理 程序。 整體程序設(shè)計流程圖 人機交互模塊程序設(shè)計中，先是在按鍵按下之后，命令按鍵進行行列掃描，掃描完成之后進入按鍵處理，將相應(yīng)值送往斷碼和位碼，進行數(shù)碼管掃描顯示。因為數(shù)碼管共 8位，所以當位選進入第八位，斷碼顯示之后，程序進行清屏處理，等待下次 8位數(shù)字的鍵入。 按 鍵 掃 描按 鍵 處 理數(shù) 碼 管 顯 示 掃 描清 屏 圖 整體程序設(shè)計流程圖 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 程序設(shè)計 具體程序設(shè)計見附錄 1。 本章小結(jié) 本章主要講述人機交互系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計部分， 除了主體程序設(shè)計外，還包括按鍵去抖動程序、中斷程序、數(shù)據(jù)鎖存程序和按鍵掃描程序的執(zhí)行過程及其對應(yīng)的程序設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 第五章 proteus 調(diào)試與仿真并繪制 PCB 板 proteus 軟件簡介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和MSP430 等， 2020 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 軟件功能特點 Proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。這些功能是：實現(xiàn)原理布圖；實現(xiàn) PCB 自動或人工布線；實現(xiàn) SPICE 電路仿真。其革命性的特點有： 1．互動的電路仿真。用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達，LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 2．仿真處理器及其外圍電路。可以仿真 51系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用 主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型。 Proteus 軟件具有其它 EDA工具軟件 (例： Multisim)的功能。這些功能是： (1)原理布圖 。 (2)PCB 自動或人工布線 。 (3)SPICE 電路仿真 。革命性的特點： (1)互動的電路仿真。用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC器件。 (2)仿真處理器及其外圍電路?？梢苑抡?51 系列、 AVR、 PIC、ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后 輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 實驗仿真功能實現(xiàn) HEX 文件生成 在 keil 中編寫完程序后，要將程序通過燒錄器燒寫到單片機中，這時就需要在 keil 中產(chǎn)生一個 hex格式的文件，只有通過這種格式 ,燒錄器才能將程序燒寫到單片機中。 hex 文件格式是 Intel 公司提出的按地址排列的數(shù)據(jù)信息 ,數(shù)據(jù)寬度為字節(jié) ,所有數(shù)據(jù)使用 16 進制數(shù)字表示 , 常用來保存單片機或其他處理器的目標程序代碼。它保存物理程序存儲區(qū)中的目標代碼映象。一般的編程 器都支持這種格式。在 keil 中對其進行如下設(shè)置，便能產(chǎn)生 hex 文件： (1)點擊菜單“ Option for Tagret 39。...39?！? 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 (2)選擇“ Output”頁 ,鉤選“ Create HEX File” （ 3）重編譯，如果程序無誤，在 Project 的當前目錄即會產(chǎn)生 HEX 文件。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 實驗硬件電路連接 在 proteus 軟件下，單機 library，選定所需的單片機及其配套元件。根據(jù)電路原理連接電路，繪制電路圖。即單片機 89C52 的 P1 口為矩陣鍵盤的輸入輸出，其中 為單片機 I/O口輸出，連接鍵盤 4 條行線。 為單片機的 I/O 口輸入，連接鍵盤 4 條列線。時鐘信號產(chǎn)生方式為內(nèi)部時鐘方式，即接晶振，并利用電容快速起振。電路采用按鍵與上電均有效方式。 P0 口為單片機的輸出口，連接段鎖存和位鎖存芯片，選取兩個 74HC573 芯片分別作為位鎖存和段鎖存芯片，段選片的數(shù)據(jù)輸出端接兩個顯示數(shù)碼管的 段，位選片的數(shù)據(jù)輸出端接顯示屏的位選，其中顯示屏采用 4 位 8 段數(shù)碼管顯示，所以顯示屏共有 2*4 個位。 4個與鍵盤列線反接的二極管用來實現(xiàn)中斷，陽極接入 。 雙擊單片機，彈出對話框 ，加載利用 KILE 軟件生成的 HEX 文件，點擊 窗口左下方單擊播放按鈕，在圖中按下相應(yīng)的按鍵來實現(xiàn)仿真。 圖 整體硬件電路圖繪制 用 proteus 進行調(diào)試 1，調(diào)試數(shù)碼管顯示 16 進制數(shù)字‘ 37bf’ ,如圖 所示： 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 數(shù)碼管顯示‘ 37bf’ 2，調(diào)試數(shù)碼管顯示‘ FEDCbA98’ 圖 數(shù)碼管顯示‘ FEDCbA98’ 3，調(diào)試數(shù)碼管 顯示‘ 01234567’，如圖 所示。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 數(shù)碼管顯示‘ 01234567’ 用 protel DXP 繪制 PCB板 根據(jù)上述原理圖，利用 protel DXP 軟件進行原理圖繪制、元器件的制作、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表最終獲得 PCB 板繪制如下圖 所示。 圖 印刷電路板的繪制 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 本章小結(jié)： 本章主要講述了 proteus軟件功能特點及其如何利用 KILE 軟件進行 HEX文件的生成，連接人機交互實驗硬件電路，完成了實驗調(diào)試仿真過程，并通過protel DXP 進行了電路板的繪制。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 第六章 人機交互實驗改進 人機交互 技術(shù)在近 20年中得到迅速的發(fā)展， 用戶通過人機交互界面與系統(tǒng)交流，并進行操作。小如收音機的播放按鍵，大至飛機上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。 單片機原理與接口技術(shù)課程已經(jīng)成為高等院校電子信息、自動化、測控技術(shù)等專業(yè)的一門必修課程 。其中矩陣式鍵盤及其顯示也成為現(xiàn)在教學中尤為重要的章節(jié)。 作為一門理論與實踐應(yīng)用性很強的課程，不僅需要學生掌握扎實的理論知識，更需要培養(yǎng)學生的實際動 手能力和科技創(chuàng)新能力，因此，實驗教學環(huán)節(jié)是該實驗 的重要組成部分。如何進一步改進實驗教學的學模式，充分調(diào)動學生的積極性，提高學生獨立思考、動手能力的水平是值得思考和關(guān)注的問題。 人機交互 實驗教學的現(xiàn)狀 教學內(nèi)容不足 人機交互 的實驗內(nèi)容主要以驗證性實驗為主，采用匯編語言為編程語言。學生一般根據(jù)實驗指導書上的實驗原理、流程圖和硬件連線在實驗箱上來完成實驗，動手和思考的機會很少。這就造成一方面學生缺乏對硬件的認識，另一方面不利于學生在動手能力以及綜合應(yīng)用能力方面的培養(yǎng)。另外，學生在 C語言方面的練 習也少之又少，這就在一定程度上造成學習的知識與社會需求的脫節(jié)。 教學手段的落后 在實驗教學過程中，由于實驗教學經(jīng)費緊張和時間的限制，教師只是 簡 單地講授一下實驗的基本思路和操作方法，然后學生跟著做。學生在實驗過程中具有盲目性，缺少循序漸進的思考方式，從而導致學生對所做實驗感到陌生，嚴重影響實驗教學效果。 實驗教學改 進 思考 我們做人機交互鍵盤顯示實驗，都是在課堂上聽完理論知識，再在下來的實驗課程里完成實驗。在較短時間內(nèi)要做出結(jié)果，我們只能按照試驗書中的內(nèi)容按部就班，有可能做完試驗還不知道每根 連線的實際作用。所以，我覺得在實驗前應(yīng)做足全方面的了解，實驗時才能做的得心應(yīng)手，才能將電路與實