【導(dǎo)讀】撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告和不少于1000字的外文翻譯；況下進(jìn)行PCB制板；修改論文并定稿，整理全部資料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯?；ソ缑媾c系統(tǒng)交流，并進(jìn)行操作。人機(jī)交互的主要作用是控制有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和理解并執(zhí)行通過(guò)人機(jī)交互設(shè)。備傳來(lái)的有關(guān)的各種命令和要求。實(shí)踐了解到單片機(jī)系統(tǒng)，強(qiáng)化了所學(xué)理論知識(shí)。目前，人機(jī)交互技術(shù)正處于多通道、多媒體。目前，人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)為：高科技化、自然化和人性化。新的起點(diǎn)與高度。

　　

【正文】 矩陣鍵盤(pán)與 89C52 單片機(jī)， 89C52 單片機(jī)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(jī)交互模塊 軟件程序設(shè)計(jì) 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(jì)說(shuō)明書(shū)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(shí)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(jìn)行按鍵的掃描，即逐行設(shè)置連接單片機(jī)8 個(gè) I/O 口的矩陣鍵盤(pán)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(xiàn)電平被拉低，單片機(jī) 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(pán)第二行為電平為 1，其余為 0，同理，如果鍵盤(pán)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(jìn)入第三行行列掃描，即設(shè)置矩陣鍵盤(pán)第三行為 0，其余行列均為 1，該行有按鍵按下時(shí)記錄鍵值，沒(méi)有按鍵按下時(shí)進(jìn)入第四行掃描。將第四行行線(xiàn)設(shè)為 0，其余行列線(xiàn)設(shè)為 1，按鍵在該行時(shí)， I/O口數(shù)據(jù)改變，記錄鍵值，該行沒(méi)有按鍵按下時(shí)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(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 掃 描 程 序 啟 動(dòng)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(shí)函數(shù)設(shè)計(jì) 程序中必須在每次有按鍵按下時(shí)都要去抖動(dòng)后再檢測(cè)該按鍵是否按下，因?yàn)樵诎存I按下時(shí)的實(shí)際波形與理想波形并不一致，實(shí)際波形在 按下和釋放時(shí)都存在抖動(dòng)，如圖 所示， 鍵盤(pán)抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次，為了使 CPU 對(duì)鍵盤(pán)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(pán)抖動(dòng)。 圖 按鍵按下時(shí)實(shí)際波形圖 去抖動(dòng) 消除的方法有硬件和軟件兩種方法。 硬件方法為定時(shí)器每隔一段時(shí)間定時(shí)掃描一次，當(dāng)掃描到按鍵按下時(shí) CPU 執(zhí)行處理程序。 一般在鍵較少時(shí)可用硬件方法；如果鍵較多，常用軟件的方法，檢測(cè)出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序，產(chǎn)生幾毫秒的延時(shí)，再檢測(cè)鍵的閉合狀態(tài)，確認(rèn)鍵是否真的被按下，當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給出幾毫秒的延時(shí)，后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理 程序。 整體程序設(shè)計(jì)流程圖 人機(jī)交互模塊程序設(shè)計(jì)中，先是在按鍵按下之后，命令按鍵進(jìn)行行列掃描，掃描完成之后進(jìn)入按鍵處理，將相應(yīng)值送往斷碼和位碼，進(jìn)行數(shù)碼管掃描顯示。因?yàn)閿?shù)碼管共 8位，所以當(dāng)位選進(jìn)入第八位，斷碼顯示之后，程序進(jìn)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(jì)流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 程序設(shè)計(jì) 具體程序設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄 1。 本章小結(jié) 本章主要講述人機(jī)交互系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)部分， 除了主體程序設(shè)計(jì)外，還包括按鍵去抖動(dòng)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(guò)程及其對(duì)應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(jiǎn)介 Proteus 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)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(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)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(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，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(diǎn) Proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。這些功能是：實(shí)現(xiàn)原理布圖；實(shí)現(xiàn) PCB 自動(dòng)或人工布線(xiàn)；實(shí)現(xiàn) SPICE 電路仿真。其革命性的特點(diǎn)有： 1．互動(dòng)的電路仿真。用戶(hù)甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)，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(jī)。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(dòng)或人工布線(xiàn) 。 (3)SPICE 電路仿真 。革命性的特點(diǎn)： (1)互動(dòng)的電路仿真。用戶(hù)甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)， 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(jī)。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(yùn)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(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。 實(shí)驗(yàn)仿真功能實(shí)現(xiàn) HEX 文件生成 在 keil 中編寫(xiě)完程序后，要將程序通過(guò)燒錄器燒寫(xiě)到單片機(jī)中，這時(shí)就需要在 keil 中產(chǎn)生一個(gè) hex格式的文件，只有通過(guò)這種格式 ,燒錄器才能將程序燒寫(xiě)到單片機(jī)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(jìn)制數(shù)字表示 , 常用來(lái)保存單片機(jī)或其他處理器的目標(biāo)程序代碼。它保存物理程序存儲(chǔ)區(qū)中的目標(biāo)代碼映象。一般的編程 器都支持這種格式。在 keil 中對(duì)其進(jìn)行如下設(shè)置，便能產(chǎn)生 hex 文件： (1)點(diǎn)擊菜單“ Option for Tagret 39。...39?！? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 (2)選擇“ Output”頁(yè) ,鉤選“ Create HEX File” （ 3）重編譯，如果程序無(wú)誤，在 Project 的當(dāng)前目錄即會(huì)產(chǎn)生 HEX 文件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 實(shí)驗(yàn)硬件電路連接 在 proteus 軟件下，單機(jī) library，選定所需的單片機(jī)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(jī) 89C52 的 P1 口為矩陣鍵盤(pán)的輸入輸出，其中 為單片機(jī) I/O口輸出，連接鍵盤(pán) 4 條行線(xiàn)。 為單片機(jī)的 I/O 口輸入，連接鍵盤(pán) 4 條列線(xiàn)。時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生方式為內(nèi)部時(shí)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(jī)的輸出口，連接段鎖存和位鎖存芯片，選取兩個(gè) 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(gè)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(gè)位。 4個(gè)與鍵盤(pán)列線(xiàn)反接的二極管用來(lái)實(shí)現(xiàn)中斷，陽(yáng)極接入 。 雙擊單片機(jī)，彈出對(duì)話(huà)框 ，加載利用 KILE 軟件生成的 HEX 文件，點(diǎn)擊 窗口左下方單擊播放按鈕，在圖中按下相應(yīng)的按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真。 圖 整體硬件電路圖繪制 用 proteus 進(jìn)行調(diào)試 1，調(diào)試數(shù)碼管顯示 16 進(jìn)制數(shù)字‘ 37bf’ ,如圖 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(jì)說(shuō)明書(shū)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(jìn)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(jì)說(shuō)明書(shū)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(diǎn)及其如何利用 KILE 軟件進(jìn)行 HEX文件的生成，連接人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)硬件電路，完成了實(shí)驗(yàn)調(diào)試仿真過(guò)程，并通過(guò)protel DXP 進(jìn)行了電路板的繪制。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 第六章 人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 人機(jī)交互 技術(shù)在近 20年中得到迅速的發(fā)展， 用戶(hù)通過(guò)人機(jī)交互界面與系統(tǒng)交流，并進(jìn)行操作。小如收音機(jī)的播放按鍵，大至飛機(jī)上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。 單片機(jī)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(dòng)化、測(cè)控技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課程 。其中矩陣式鍵盤(pán)及其顯示也成為現(xiàn)在教學(xué)中尤為重要的章節(jié)。 作為一門(mén)理論與實(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，不僅需要學(xué)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，更需要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng) 手能力和科技創(chuàng)新能力，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是該實(shí)驗(yàn) 的重要組成部分。如何進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生獨(dú)立思考、動(dòng)手能力的水平是值得思考和關(guān)注的問(wèn)題。 人機(jī)交互 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀 教學(xué)內(nèi)容不足 人機(jī)交互 的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，采用匯編語(yǔ)言為編程語(yǔ)言。學(xué)生一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)原理、流程圖和硬件連線(xiàn)在實(shí)驗(yàn)箱上來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手和思考的機(jī)會(huì)很少。這就造成一方面學(xué)生缺乏對(duì)硬件的認(rèn)識(shí)，另一方面不利于學(xué)生在動(dòng)手能力以及綜合應(yīng)用能力方面的培養(yǎng)。另外，學(xué)生在 C語(yǔ)言方面的練 習(xí)也少之又少，這就在一定程度上造成學(xué)習(xí)的知識(shí)與社會(huì)需求的脫節(jié)。 教學(xué)手段的落后 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張和時(shí)間的限制，教師只是 簡(jiǎn) 單地講授一下實(shí)驗(yàn)的基本思路和操作方法，然后學(xué)生跟著做。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中具有盲目性，缺少循序漸進(jìn)的思考方式，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所做實(shí)驗(yàn)感到陌生，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改 進(jìn) 思考 我們做人機(jī)交互鍵盤(pán)顯示實(shí)驗(yàn)，都是在課堂上聽(tīng)完理論知識(shí)，再在下來(lái)的實(shí)驗(yàn)課程里完成實(shí)驗(yàn)。在較短時(shí)間內(nèi)要做出結(jié)果，我們只能按照試驗(yàn)書(shū)中的內(nèi)容按部就班，有可能做完試驗(yàn)還不知道每根 連線(xiàn)的實(shí)際作用。所以，我覺(jué)得在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)做足全方面的了解，實(shí)驗(yàn)時(shí)才能做的得心應(yīng)手，才能將電路與實(shí)