基于MCS51單片機的實驗開發(fā)系統(tǒng)人機交互模塊設計與實驗改進論文[帶圖紙].doc

西安文理學院機械電子工程系本科畢業(yè)設計（論文）題目基于MCS51單片機的實驗開發(fā)系統(tǒng)人機交互模塊設計與實驗改進專業(yè)班級08機械設計制造及其自動化（2）班學號08102080236學生姓名王瑋指導教師呂建波、羅振元設計所在單位西安文理學院2012年5月西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文）任務書題目基于MCS51單片機的實驗開發(fā)系統(tǒng)人機交互模塊設計與實驗改進學生姓名王瑋學號08102080236專業(yè)班級08機械設計制造及其自動化（2）班指導教師呂建波羅振元職稱助理實驗師工程師教研室實驗室實訓中心畢業(yè)設計（論文）任務與要求1、查閱國內(nèi)外MCS51系列單片機應用的研究現(xiàn)狀，了解MCS51系列單片機人機模塊的構(gòu)成，撰寫開題報告和不少于1000字的外文翻譯；2、分析各類基于MCS51系列單片機的人機模塊設計，主要包括矩陣式鍵盤和LED顯示；3、設計通用模塊的電路原理圖，用proteus完成部分模塊的仿真，在面包板上進行電路實驗，畫出PCB板；4、編寫相應的軟件程序，并進行軟硬件綜合調(diào)試，實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的交互關系；5、針對本科單片機課程實驗教學，進行人機交互模塊實驗方法的更新和改進；6、撰寫畢業(yè)論文，進行畢業(yè)答辯。畢業(yè)設計（論文）工作進程起止時間工作內(nèi)容2012.1.10.3.62012.3.73.152012.3.163.252012.3.264.52012.4.64.152012.4.164.202012.4.215.12012.5.1.5.52012.5.25.11查閱資料，了解MCS51系列單片機應用的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和人機互換模塊的構(gòu)成，撰寫開題報告和不少于1000字的外文翻譯；分析各類基于MCS51系列單片機的人機互換模塊設計，主要包括矩陣式鍵盤和LED顯示；設計出人機交互模塊電路原理圖，用proteus完成部分模塊的仿真，選取元器件；在面包板上調(diào)試電路，確定硬件電路，畫出電路的PCB板，有條件情況下進行PCB制板；編寫相應軟件程序，進行軟件的調(diào)試；系統(tǒng)軟件、硬件結(jié)合進行整機調(diào)試，實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的交互關系；進行測控接口模塊實驗方法的更新和改進；撰寫畢業(yè)論文初稿；修改論文并定稿，整理全部資料，準備畢業(yè)答辯。開始日期2012.1.10完成日期2012.5.11教研室主任（簽字）系主任（簽字）西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題目基于MCS51單片機的實驗開發(fā)系統(tǒng)人機交互模塊設計與實驗改進學生姓名王瑋學號08102080236專業(yè)名稱機械設計制造及其自動化指導教師呂建波羅振元開題時間2012.3.2班級08機電（2）班一、選題目的和意義人機互動是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關系的學問，系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件。人機交互界面通常是指用戶可見的部分，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。人機交互的主要作用是控制有關設備的運行和理解并執(zhí)行通過人機交互設備傳來的有關的各種命令和要求。有了交互，多媒體程序才具有和用戶對話的能力，有和用戶對話的能力，才能讓用戶隨心所欲控制多媒體程序的走向。本文以MCS51系列單片機為核心處理器，通過操作員從鍵盤打入命令，操作系統(tǒng)接到命令后立即執(zhí)行并將結(jié)果通過顯示器顯示的這一過程，設計出單片機的人機互換模塊，并在proteus環(huán)境下進行仿真，進一步熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理通過實際程序設計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調(diào)試技術(shù)。通過完成人機交互模塊的完整過程，從而從實踐了解到單片機系統(tǒng)，強化了所學理論知識。二、本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢為了能和計算機進行更加人性化的交互，各種人機交互技術(shù)不斷出現(xiàn)，每一種新技術(shù)的出現(xiàn)帶來的都是對人機交互研究的歷史性跨越。目前，人機交互技術(shù)正處于多通道、多媒體的智能人機交互階段，已經(jīng)取得了不少研究成果，不少產(chǎn)品已經(jīng)問世。側(cè)重多媒體技術(shù)的有:觸摸式顯示屏實現(xiàn)的“桌面”計算機，能夠隨意折疊的柔性顯示屏制造的電子書，從電影院搬進客廳指日可待的3D顯示器，使用紅綠藍光激光二極管的視網(wǎng)膜成像顯示器；側(cè)重多通道技術(shù)的有：“漢王筆”手寫漢字識別系統(tǒng)，結(jié)合在微軟的TabletPC操作系統(tǒng)中數(shù)字墨水技術(shù)，廣泛應用于Office/XP的中文版等辦公、應用軟件中的IBM/ViaVoice連續(xù)中文語音識別系統(tǒng)，輸入設備為攝像機、圖像采集卡的手勢識別技術(shù)，以IPHONE手機為代表的可支持更復雜的姿勢識別的多觸點式觸摸屏技術(shù)，以及IPHONE中基于傳感器的捕捉用戶意圖的隱式輸入技術(shù)。目前，人機交互的發(fā)展趨勢為：高科技化、自然化和人性化。其中高科技化包括平面化、超薄型化、便攜式；自然化是在設計中運用進步的圖形學、軟件工程、人工智能、窗口系統(tǒng)等軟件技術(shù)，充分發(fā)揮整合和協(xié)調(diào)的作用，并在入圖形藝術(shù)、心理學和人機工程等方面做深入的研究；而人性化的最大體現(xiàn)在于計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實用化。人機交互的發(fā)展仍將延續(xù)由以計算機為中心的交互向以人為中心的交互轉(zhuǎn)變，理想的人機交互模式就是“用戶自由”，“用戶自由”指的是能聽、說、讀、寫、感覺卻不可見的計算機，然而計算會無所不在，不可見的人機交互也將會無所不在。隨著人機交互技術(shù)與計算機始終相伴發(fā)展、CPU、GPU的運算能力日趨強大，網(wǎng)絡和通信技術(shù)的快速發(fā)展，顯示技術(shù)的重大突破，人機交互將步入一個新的起點與高度。三、主要研究內(nèi)容本課題主要研究MCS51單片機人機交換系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)交互是人通過輸入數(shù)據(jù)的方式與計算機進行交流的一種方式，它是人機交互的重要內(nèi)容和形式。其一般的交互過程是：用戶首先通過輸入設備把數(shù)據(jù)輸入計算機；然后，系統(tǒng)響應用戶輸入，給出反饋信息，并顯示在屏幕上（或者以其他方式顯示），具體設計任務如下：1分析各類基于MCS51系列單片機的人機互換模塊設計，主要包括矩陣式鍵盤、LED顯示；2設計出人機互換模塊的電路原理圖，并用proteus完成部分模塊的仿真；3在面包板上調(diào)試電路，確定硬件電路，用DXP軟件畫出電路的PCB板；4編寫相應軟件程序，進行軟件的調(diào)試；5進行系統(tǒng)軟件、硬件結(jié)合進行整機調(diào)試，實現(xiàn)人機互換的輸入輸出。；6.針對本科單片機課程實驗教學，進行人機交互模塊實驗方法的更新和改進。指導教師意見及建議：簽字：年月日教研室審核意見：簽字：年月日西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查表題目基于MCS51單片機的實驗開發(fā)系統(tǒng)人機交互模塊設計與實驗改進學生姓名王瑋學號08102080236專業(yè)名稱機械設計制造及其自動化指導教師呂建波羅振元檢查時間班級08級（2）班畢業(yè)設計（論文）進展情況通過對單片機相關資料的學習，以及對整個設計的了解，現(xiàn)基本完成以下設計工作：1.完成人機互換模塊的設計與分析。此部分包含兩部分內(nèi)容：分別是4*4矩陣鍵盤和數(shù)碼管的分析設計。2.確定整個模塊電路圖、4*4矩陣鍵盤掃描方式