概述人机接口设计.ppt
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1,第一节概述,接口的分类和特点:
按照接口所联系的子系统不同,以控制微机(微电子系统)为出发点,将接口分为人机接口与机电接口两大类。
2,第二节人机接口设计,一、人机接口类型及特点,人机接口:
操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。
人机接口分类:
按照信息的传递方向,可以分作两大类:
输入接口与输出接口人机接口作用:
()通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;()通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求完成的任务。
3,常用的输入设备:
控制开关、BCD二十进制码拨盘、键盘等;常用的输出设备:
状态指示灯、发光二极管显示器、液晶显示器、微型打印机、阴极射线管显示器等,扬声器,设计人机接口时的要求:
1专用性人机接口的设计方案要根据产品的要求而定,来完成产品特定的功能。
例如:
简单的二值性的控制参数,采用控制开关;少量的数值型参数的输入,使用BCD码拨盘;当输入的控制命令和参数比较多时,使用行列式键盘等。
4,2低速性在进行人机接口设计时,要考虑控制微机与接口设备间的速度匹配,提高控制微机的工作效率。
3高性能价格比在进行人机接口设计时,在满足功能要求前提下,输入、输出设备配置以小型、微型、廉价型为原则。
5,二、输入接口设计,
(一)开关输入接口设计,对于一些二值化的控制命令和参数,可以采用简单的开关做为输入设备,常用的开关有按钮、转换开关等,抖动时间长短,与机械特性有关,一般为510ms。
按钮的稳定闭合期由操作员的按键动作决定,一般在几百微秒至几秒之间。
6,7,
(二)拨盘输入接口设计,1BCD码拨盘的结构,8,9,2BCD码拨盘的接口设计方法,
(1)静态接口方法,10,
(2)动态接口方法,11,12,(三)键盘输入接口设计,当需要操作者输入的指令或参数比较多时,可以选择键盘做为输入接口。
1矩阵式键盘工作原理,13,方法:
如果将行线接至控制微机的输入口,列线接至控制微机的输出口,则在微机控制下依次从Y0一Y3输出低电平,并使其它线保持高电平,则通过对X0X3的读取即可判断有无键闭合、哪一个键闭合。
这种工作方式称为扫描工作方式,控制微机对键盘的扫描可以采取程控方式、定时方式,亦可以采取中断方式。
14,2键盘接口方法,15,3键输入程序设计方法在设计键输入程序时,应考虑下面四项功能:
(1)判断键盘上有无键闭合,
(2)判别闭合键的键号,(3)去除键的机械抖动方法:
读得键号后延时10ms,再次读键盘,若此键仍闭合则认为有效,否则认为前述键的闭合是由于机械抖动或干扰所引起的。
(4)使控制微机对键的一次闭合仅作一次处理方法:
等待闭合键释放后再做处理。
16,17,18,19,20,21,三、输出接口设计,输出接口是操作者对机电系统进行监测的窗口,通过输出接口,机电系统向操作者显示自身的运行状态、关键参数及运行结果等,并进行故障报警。
(一)发光二极管显示器的接口设计,1七段发光二极管显示器的基本结构,
(1)发光二极管,由透明半导体材料制造的在一定条件下产生自发辐射荧光的一个PN结,常用的发光二极管的工作电压为1.52.5V,电流为515mA。
22,Rf为限流电阻,If与Rf关系:
式中:
Vcc为电源电压;Vf为VLE正向压降;Vos为驱动器压降。
23,
(2)七段发光二极管显示器的基本结构,将发光二极管组成阵列,封装于标准外壳中,可构成各种发光二极管显示器(以下简称LED显示器)。
24,2七段LED显示器接口电路,
(1)静态工作方式的接口电路,七段LED显示器的接口电路设计有两个任务:
一提供正确的驱动逻辑;二提供LED显示器的工作电流。
25,74LS245起驱动器作用(74LS245最大吸收电流达24mA),用以提供LED显示器需要的电流,限流电阻选300,使LED显示器的工作电流为10mA。
26,27,28,
(2)动态工作方式的接口电路,29,30,31,32,3点阵式LED显示器及接口,当显示信息比较复杂时,可以选用点阵式LED显示器做输出设备。
(1)点阵式LED显示器结构,点阵式LED显示器由发光二极管矩阵组成,常用的有7行5列和8行8列两种。
1.单个点阵LED显示器能够显示各种字母、数字和常用的符号;2.用多个点阵式LED显示器可以显示图形、汉字以及表格等。
33,
(2)点阵式LED显示器的接口设计,34,(三)CRT显示器接口简介,当希望输出接口有较强功能时可以选择CRT(阴极射线管显示器)做输出设备,它可以实现复杂的文字、图形显示。
CRT驱动接口设计相对复杂。
为避免花费大量时间进行CRT接口设计,用户可以直接选用CRT显示接口板,。
35,(四)扬声器接口设计,采用扬声器或蜂鸣器产生声音信号,以提示系统状态,如状态异常、工件加工结束等。
36,