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基于51单片机的人机接口电路设计一、功能描述键盘和显示是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本形式，两种接口设计的好坏，直接影响到人机接口的友好程度。
在对一个系统进行操作时，往往离不开人与机器的对话，人机接口界面可以满足人与机器之间的交流。
可以通过按键将所需要信号与信息输入给系统，经过系统处理后，所期待的效果又可以通过屏幕来显示出来，这样就可以很好的达到人与机器的交流目的。
二、硬件电路图基于51单片机的人机接口电路如图1.1所示。
电路结构包括基本的复位电路、晶振电路、串口程序下载电路、键盘电路及屏幕显示电路。
图1.1 基于51单片机的人机接口电路设计显示电路键盘控制AT89C51图1 人机接口电路结构框图复位电路 晶振电路三、接口定义接口定义说明包括单片机的I/O 口的定义、中断的选择。
在键盘电路中引入了外部中断方式0，减少了CPU 的工作强度。
屏幕接口电路采用的是并行工作方式，51单片的的I/O 口较多，采用并行方式可以增大数据传输的速度，可以将信息实时显示。
具体接口定义如表1.1所示。
表1 A T89C51接口定义I/O 口 定义引脚号 引脚名 接口说明 备注 1~8 P1口 接矩阵键盘 10 RXD 接MAX232 11TXD 接MAX23212 /INT0 接74ls13四输入与非门输出引入中断21 P2.0 接屏幕的RST 22 P2.1 接屏幕的RS 23 P2.2 接屏幕的RW 24 P2.3 接屏幕的E32~38 P0口接屏幕的数据口DB0~DB7 中断类型 中断方式 按键中断中断方式0四、程序流程图1、主程序在主程序中，执行两个任务：1）初始化，键盘初始化，屏幕初始化；2）判断中断是否发生。
程序开始，进行初始化，若有中断发生，则屏幕有相应的显示；若无中断发生，则屏幕不显示或保留原显示，继续等待中断发生。
主程序流程图如图2.1所示。
2、初始化初始化函数主要包括键盘初始化和屏幕初始化。
中图分类号:TP273+.5 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2009)07-0035-04人机对话接口电路设计与实现徐伟业1,宋宇飞1,纪贤宝1,虞湘宾2(1.南京工程学院通信工程学院,南京210013; 2.南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京210016)摘 要:语音是人类交往的重要手段,当被应用在电子系统中关键的一点就是人机界面要良好。
文中就语音或其他音频信号的人机交互设计了一种实用、良好的接口电路,该电路可以应用到不同的语音智能控制系统中。
关键词:IS D4004;串行外设接口(SPI);语音入Π出Design and implementation of hum an2m achinedialogue interface circuitX U Wei2ye1,S ONG Y u2fei1,J I X ian2bao1,Y U X iang2bin2(1.College of Communication E ngineering,N anjing I nstitute of T echnology,N anjing210013,China;2.School of I nform ation Science and T echnology,N anjing U niversity of Aeronauticsand Astronautics,N anjing210016,China)Abstract:V oice is a very im portant way in human2communication.Excellent human2machine interface becomes a key point in electronic system.A practical and g ood human2machine interface circuit is designed for v oice or other audio signals in this paper.Besides,this circuit can be applied in different v oice intelligent control system.K ey w ords:IS D4004;serial peripheral interface;v oice IΠO0 引言随着通信技术与计算机技术的发展,除了人与人之间的自然语言的通信方式之外,人机对话及智能控制等领域也开始使用语言了,从而使语音合成,语音识别,语音存储和语音回放技术得到越来越广泛的应用。
浅论污水处理系统中人机接口电路的设计随着城市化进程的加快以及人口的增加，污水处理问题日益严峻。
在建立完善的污水处理系统的过程中，人机接口电路的设计显得尤为重要，因为它对整个系统的运转和维护都有着直接影响。
本文对污水处理系统中人机接口电路的设计进行浅析。
1、人机接口电路的定义人机接口电路也是指是人与设备之间的交互方式。
在污水处理系统中，人机接口电路则是指污水处理设备的人机交互界面，如触摸屏、按钮、指示灯等。
它的作用就是将设备的运行状态传达给操作人员，并接收人员对设备的指令，并将指令传递给设备执行。
2、人机接口电路的分类根据人机交互方式的不同，人机接口电路可分为：（1）物理按钮式：其设计简单，但不稳定，容易损坏，其中最好采用金属材质作为按钮外壳。
（2）触摸式：使用范围广泛，外观美观、易于接触和触发。
但机械性能较弱，其触点易被损坏。
（3）指示灯引导式：可直观地表达设备的状态信息，但无特殊语义。
3、人机接口电路的设计（1）界面设计：应将操作界面以人的角度来设计，要合理布局，明确易懂，有利于用户直观地理解和使用。
（2）安全因素的考虑：污水处理设备存在较大的安全风险。
因此，必须加强安全保护，采用授权机制，设置密码或指纹识别等安全措施。
（3）易维护性的考虑：设备需要定期保养和检修，为了方便维修，界面要设计基础故障诊断功能，及时通报故障信息。
（4）运行状态的显示：应设置指示灯以直观明了的形式显示污水处理设备的运行状态。
如绿色代表设备正常运行，红色代表设备发生异常等等。
（5）反馈功能的实现：反馈功能可以使操作员更直观地了解设备运行状态以及自身的操作是否成功。
同时，也可以避免失误操作。
4、发展趋势随着智能化的不断深入，污水处理系统中的人机交互系统也在向可视化、自动化、智能化、多样化方向发展。
未来，污水处理系统的人机接口将集成更多的功能，如远程监控、数据管理等，以更加方便、快速、安全地将污水处理技术应用于实际工作中。
引言：接口电路设计是电子系统中非常重要的一环，它用于不同电气或物理特性的组件之间传递信号和数据。
本文将通过引言、概述和正文内容的结构，详细阐述接口电路设计方案（二）的相关内容。
概述：正文内容：1. 电路选型：1.1 选择芯片集成电路（IC）：根据具体需求，选择适合的IC，如模拟电路处理芯片、数字信号处理芯片等。
1.2 选择传输介质：考虑信号传输速率、噪声容限和信号完整性等因素，选择合适的传输介质，如同轴电缆、光纤等。
1.3 选择外围电路元件：选取与IC兼容并能满足系统需求的外围电路元件，如电容、电阻、电感等。
2. 信号传输：2.1 单向传输：设计单向信号传输电路，以满足特定的应用需求。
2.2 双向传输：设计双向信号传输电路，实现双向通信和数据交换。
2.3 信号放大与滤波：根据信号的特点，设计放大器和滤波器以增强信号的强度和清晰度。
2.4 抗干扰设计：采取各种抗干扰措施，包括对信号进行抗干扰处理、使用屏蔽材料等，以降低外界干扰对信号传输的影响。
3. 接口保护：3.1 静电保护设计：使用保护二极管和静电保护电路等措施，防止静电对接口电路的损害。
3.2 过电流保护设计：采用过电流保护元件，对接口电路进行过电流保护，以防止电流过载引起的损坏。
3.3 过压保护设计：应用过压保护电路，保护接口电路免受过高电压的损害。
3.4 过温保护设计：设计过温保护回路，及时断开电路，避免温度过高引起的故障。
4. 电源管理：4.1 电源滤波设计：使用滤波电容和滤波电感等，保证电源供电的稳定性和纹波电压的低噪声。
4.2 电源稳压设计：采用稳压器件或稳压模块，实现电源的稳定输出，以保障接口电路正常工作。
4.3 低功耗设计：通过优化电路结构和控制策略，降低功耗，延长电池寿命。
5. 设计验证与测试：5.1 电路仿真：使用电路仿真工具，验证和优化设计方案。
5.2 原型制作：根据设计方案制作电路原型。
5.3 电路测试：进行电路测试，验证电路的性能指标和可靠性。
单片机技术课程设计说明书智能仪器人机接口电路设计专业 ______________ 电气工程及自动化 _________ 学生姓名 _____________________________________ 班级 ________________ BMZ电气081 ____________ 学号 ________________________________________ 扌旨导教师 _____________ 周云龙______________ 完成日期 _________ 2011年6月9日____________随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。
电子产品的更新速度快就不足惊奇了。
计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。
如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好的为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。
科技的进步需要技术不断的提升。
一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。
而现在，只需要一块几厘米平方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。
相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。
现在应用较广泛的是科学计算器，所谓科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别：只能进行正数加、减、乘、除四则运算的计算器叫做简单计算器；科学计算器是指能兼容正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能的计算器。
计算器的未来是小型化和轻便化，如使用太阳能提供电池的计算器，使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等,随着社会的发展,知识的更新,各行各业的需要带动了电子产品的发展,未来的智能化计算器将是我们的发展方向,更希望成为现代社会应用广泛的计算工具。
人机交互接口设计技术手册引言人机交互是人与计算机系统之间进行信息交互的过程，是计算机科学与人类学、心理学、社会学等交叉学科的重要领域。
人机交互技术对于提高用户使用计算机系统的效率和舒适度具有重要意义，其中人机交互接口设计是人机交互技术的重要组成部分。
本手册旨在介绍人机交互接口设计技术，包括人机交互接口设计的原则、设计的方法、交互模式以及评估方法，希望能对广大设计师在人机交互接口设计中有所帮助。
一、人机交互接口设计的原则在人机交互接口设计中，有一些原则需要遵循：1. 易学性原则易学性是指用户在初次接触该系统时，应该容易地掌握如何使用该系统。
在接口设计中，应该尽量减少用户需要学习的时间和精力。
例如，使用通俗易懂的图标、文字提示等，提高用户的使用效率。
2. 易用性原则易用性是指用户在使用该系统时，应该容易地完成自己想要完成的任务。
在接口设计中，应该针对用户的需求进行设计，并尽量减少用户的操作步骤和出错的可能性。
例如，在设计表单时，应该将必填字段进行明显标注，避免用户填写遗漏。
3. 易记性原则易记性是指用户在一段时间内没有使用该系统后，仍然能够迅速地使用该系统完成任务。
在接口设计中，应该尽量减少用户需要记忆的信息和操作步骤。
例如，在设计操作流程时，应该采取类似于向导式的操作方式，引导用户完成操作。
4. 一致性原则一致性是指在同一个系统内，相同功能应该在相同的环境下出现，并且应该采用相同的操作方式和界面设计。
在接口设计中，应该统一整个系统的UI样式和交互规范，确保用户的使用体验一致。
二、人机交互接口设计的方法在人机交互接口设计中，有两种主要的方法：任务导向设计和用户导向设计。
1. 任务导向设计任务导向设计是根据用户需要完成的具体任务来设计人机交互接口。
在该方法中，设计者应该先分析用户需求和任务流程，并梳理出各个环节之间的关系，然后再进行系统设计。
该方法适用于那些需要完成复杂任务的系统，例如商务信息管理系统、电子商务系统等。
新型人机交互接口电路的设计以及应用随着计算机技术的快速发展，人机交互接口也逐渐得到了极大的完善。
在这些创新技术当中，新型人机交互接口电路就是其中的重要一环。
在这篇文档中，我们将对新型人机交互接口电路进行详细的讲解，包括其设计和应用。
1. 什么是新型人机交互接口电路首先，我们需要明确什么是新型人机交互接口电路。
简单地来说，人机交互接口电路是指一种能够实现人和计算机之间交流和互动的电子电路。
不同于传统的人机交互方式（如键盘、鼠标等），新型人机交互接口电路可以使用更加直观、自然的方式来与计算机进行交互。
例如，手势识别、语音识别、虚拟现实等技术。
2. 新型人机交互接口电路的设计针对不同的人机交互方式，新型人机交互接口电路也需要进行不同的设计。
以手势识别为例，其设计流程通常包括以下步骤：（1）采集手势信号。
这一步需要通过传感器等设备来采集用户的手势信号，并将其转换为数字信号。
（2）信号处理。
在第一步采集到手势信号之后，下一步需要对其进行信号处理。
这一步的目的是将原始信号转化为计算机能够理解并处理的形式。
（3）特征提取。
接下来需要从处理后的信号中提取出特征。
这一步的目的是将手势信号映射到计算机处理的空间中，并根据特征来识别不同的手势。
（4）分类识别。
最后一步是将不同的手势进行分类，并进行识别。
这一步需要使用机器学习等算法来对提取出的特征进行分类和判断。
除了手势识别外，还有许多其他新型人机交互接口电路需要进行不同的设计流程。
3. 新型人机交互接口电路的应用新型人机交互接口电路的应用非常广泛。
例如：（1）手机和平板电脑。
目前，许多手机和平板电脑都已经采用了手势识别、语音识别等新型人机交互技术。
这些技术可以大大提高用户的使用体验和便捷性。
（2）虚拟现实设备。
虚拟现实设备是一种可以让用户身临其境的技术。
为了更好地与用户进行交互，虚拟现实设备通常需要使用手势识别、头部跟踪等新型人机交互技术。
（3）医疗设备。
在医疗领域，新型人机交互接口电路也有非常广泛的应用。
人机交互中的脑机接口设计技巧分享随着科技的不断进步，脑机接口（Brain-Machine Interface，BMI）作为一种新兴的人机交互技术，引起了越来越多的关注。
脑机接口能够将人的脑电波信号转化为与外部设备交互的指令，为残疾人群体带来了巨大的帮助，也在虚拟现实、游戏、心理疾病治疗等领域展现了潜力。
本文将对脑机接口设计时需要注意的几个关键技巧进行分享。
首先，了解用户需求是脑机接口设计的基础。
不同的用户有着不同的需求和使用场景，因此在设计脑机接口时需要充分理解用户的需求。
例如，对于残疾人群体，脑机接口的设计应注重提高他们的独立性和生活质量；对于虚拟现实和游戏领域，脑机接口的设计则应注重提供流畅、自然的用户体验。
因此，在进行脑机接口设计之前，我们需要与用户进行充分的沟通和需求调研，以确保设计结果能够真正满足用户的期望和需求。
其次，确保脑机接口稳定可靠是设计中的关键问题。
脑机接口是通过记录和解读脑电波信号来实现人机交互的，因此对于信号的采集、预处理、特征提取等方面需要确保稳定和可靠。
一方面，要选择适当的脑电设备和传感器，确保信号的准确采集；另一方面，还需要对信号进行预处理和特征提取，以提高信号的可靠性和使用效果。
同时，为了提高脑机接口的使用便捷性，可以考虑添加自动校准和自适应调整的功能，以减少用户使用过程中的操作和调试。
与此同时，脑机接口的反馈机制也是设计中需要重点考虑的问题。
脑机接口的作用是将用户的脑电信号与外部设备进行交互，这就需要设计一个合适的反馈机制来让用户得知他们的操作是否成功。
例如，在虚拟现实和游戏领域，可以通过音频、视觉或触觉反馈来告知用户他们的意图被正确理解和执行；对于残疾人群体，可以考虑使用有声指导等方法，帮助用户完成特定操作。
这些反馈机制应该具有响应迅速、准确清晰的特点，以提高用户体验和使用效果。
此外，在脑机接口设计中还需考虑保护用户隐私和安全。
脑机接口所涉及的脑电信号是十分私密和敏感的信息，因此在设计中需要重视隐私保护和安全性。
1.1 1.1.1所示。
LED 显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。
LED 显示块的发光二极管共地。
NetLab el2NetLab el3NetLab el4NetLab el2NetLab el3NetLab el4PSEN图3.3 显示电路原理图当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；本设计选用的显示块是共阴极的LED （共阴极LED 显示块的发光二极管阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮）。
将单片机I/O 口的8位线与显示块的发光二极管的引出端（a ～dp ）相连，共阴极低电平有效，选通有效后8位并行输出口输出不同的数据就点亮相应的发光二极管，获得不同的数字或字符。
1.1.2 简易式键盘接口电路设计8255可编程并行I/O 接口设计MCS-51系列单片机共有4个8位并行I/O 口，这些I/O 口一般是不能完全提供给用户使用的，在外部扩展存储器时，提给用户使用的I/O 口只有P1和P3口的部分口线。
因此在大部分的MCS-51单片机应用系统中都免不了要进行I/O 口的扩展。
8255芯片引脚图如图3.4所示。
图3.4 8255引脚图图3.5 I/O 口扩展电路Text TextTextText89C 51NetLab el69NetLab el72单片机也8255的接口比较简单，如图3.5所示，8255的片选信号CS 及口地址选择线AO 、A1分别由单片机的P0.7和P0.0、P0.1经地址锁存器提供.8255的A 、B 、C 口及控制口地址分别为FF7CH 、FF7DH 、FF7EH 、FF7FH 。
8255的D0～D7分别与P0.0到P0.7相连。
键盘功能说明：1号键：上升。
2号键：下降。
3号键：下限温度值确定。
4号键：上限值确定。
5号键：查询上下限值。
使用1号键和2号键，设定需要的温度控制系统的上限值，然后按下4号键，将这个上限值确定，也就是将上限值保存到专用的寄存器里。
在完成设定上限值的工作后，使用1号键和2号键设定需要的温度控制系统的下限值，然后按下3号键，将这个下限值确定，也就是将这个下限值保存到专用的寄存器里，然后系统进去实时的温度测量和控制工作中。
键盘接口电路如图3.6所示：图3.6 键盘接口电路图NetLab el5NetLab el6NetLab el7N第2章单片机程序单片机程序如下：ORG 0000HSJMP MAINORG 0003HLJMP INTORG 0025HMAIN：MOV SP,#60HMOV 20H,#00HMOV 21H,#08HMOV 29H,#0FEHLCALL ZIJIANLCALL READTHTLLCALL TESTRANGELCALL DISPSETB INT0SETB EX0SETB EALOOP: LCALL DELAYLCALL GET_TEMPLCALL TURNLCALL DISPLAYCLR CMOV A,24HCJNE A,2EH,LOOP1SJMP HOTTING LOOP1: JC HOTTINGMOV A,24HCLR CCJNE A,2DH,LOOP2SJMP STOPHOT LOOP2: JNC STOPHOTSJMP KEEP HOTTING: CLR P3.1CLR P1.5SETB P1.6KEEP: SJMP LOOPSTOPHOT: SETB P3.1SETB P1.5CLR P1.6SJMP LOOPZIJIAN: MOV 30H,#08HMOV 31H,#08HMOV 32H,#13HMOV 33H,#08HMOV 34H,#13HCLR P1.4CLR P1.5CLR P1.6CLR P1.7MOV R3,#0FFH WAIT0: ACALL DISPLAYDJNZ R3,WAIT0SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7RETTURNTH: MOV 2DH,27HMOV 2EH,28HMOV 24H,27HACALL TURNMOV 2AH,30HMOV 2BH,31HMOV 2CH,32HMOV A,2CHCLR CSUBB A,#0BHMOV 2CH,AMOV 33H,#00HMOV 34H,#15HRETTESTRANGE: MOV A,2AHCJNE A,#01H,NOMAXMOV 22H,#08HSJMP EXITTESTNOMAX: MOV A,2BHCJNE A,#00H,MIDDMOV 22H,#02HSJMP EXITTESTMIDD: MOV 22H,#04HEXITTEST: RETDISPLAY: MOV R0,#03HDIS: MOV DPTR,#TABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX @DPTR,AINV R0MOV DPTR,#0BFFFHMOV A,29HMOVX @DPTR,AHERE: DJNZ R4,HERESETB CRLC AMOV 29H,AJB ACC.5,DISMOV 29H,#OFEHRETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,OBFH DB 86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH,79H GET_TEMP: CLR EAACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#44HACALL WRITEACALL INIMOV A,@0CCHACALL WRITEACALL READMOV 24H,ASETB EARETSETTHTL: CLR EAACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#4EHACALL WRITEMOV A,2DHACALL WRITEMOV A,2EHACALL WRITEACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#48HACALL WRITEACALL READTHTLMOV A,27HCJNE A,2KH,SETTHTLMOV A,28HCJNE A,2EH,SETTHTLSETB EARETREADTHTL: CLR EAACALL INIMOV A,@0CCHACALL WRITEMOV A,#0B8HACALL WRITEACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOC A,#0BEHACALL WRITEACALL READACALL READACALL READMOV 27H,AACALL READMOV 28H,ASETB EARETINI: CLR P3.0MOV R2,#100 11: CLR P3.0DJNZ R2,I1SETB P3.0MOV R2,#15I2: DJNZ R2,I2CLR CORL C,P3.0JC INIMOV R6,#40H I3: ORL C,P3.OJC I4DJNZ R6,I3SJMP INII4: MOV R2,#120I5: DJNZ R2,I5RETTEAD: MOV R6,#8WR1: SETB P3.0MOV R4,#4RRC ACLR P3.0WR2: DJNZ R4,WR2MOV P3.0,CMOV R4,$40WR3: DJNZ R4,WR3DJNZ R3,WR1SETB P3.0RETREAD: MOV R6,#8RE1: CLR P3.0MOV R4,#2SETB P3.ORE2: DJNZ R4,RE2MOV C,P3.0RRC AMOV R5,#15RE3: DJNZ R5,RE3DJNZ R6,RE1RE5: SETB P3.0RETTURN: CLR CMOV A,24HRRC AMOV 25H,AJNC TURN0MOV 33H,#05HAJMP TURN1 TURN0: MOV 33H,#00H TURN1: MOV A,25HACALL BTODRETBTOD: MOV B,#100DIV ABMOV T0,#30HMOV @R0,HINC R0MOV A,#10XCH A,BDIV ABMOV @R0,AINC R0MOV A,BADD A,#0BHMOV @R0,ARETDIS: LCALL DIRJNB P3.0,LCJNB P3.4,LC0JNB P3.2,LC1JNB P3.5,LC2AJMP DISLC: LCALL DELJB P3.0,DISMOV A,30HCJNE A,#0FFH,XIAMOV A,#5ADD A,30HMOV 30H,AINC 31HLCALL IBTD2AJMP DISLC0: LCALL DELJB P3.4,DISMOV A,30HCJNE A,#00H, DECLINEMOV A,30HSUBB A,#5MOV 30H,ADEC 31HLCALL IBTD2AJMP DISDECLINE:MOV A,30HSUBB A,#05HMOV 30H,ALCALL IBTD2AJMP DISXIA : MOV A,#5ADD A,30HMOV 30H,ALCALL IBTD2AJMP DISLC1: LCALL DELJB P3.2,DISMOV 40H,32H;保存输入值MOV 41H,33HMOV 42H,34HMOV 43H,35HLCALL DIRAJMP DISLC2: LCALL DELJB P3.5,DISMOV 50H,32HMOV 51H,33HMOV 52H,34HMOV 53H,35HRETIDELAY: MOV R2,#0BHHERE0: MOV R3,#00HHERE1: DJNZ R3,HERE1DJNZ R2,HERE0 RETEND。
