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

西安文理學(xué)院機械電子工程系本科畢業(yè)設(shè)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(shè)計與實驗改進(jìn)專業(yè)班級08機械設(shè)計制造及其自動化（2）班學(xué)號08102080236學(xué)生姓名王瑋指導(dǎo)教師呂建波、羅振元設(shè)計所在單位西安文理學(xué)院2012年5月西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)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(shè)計與實驗改進(jìn)學(xué)生姓名王瑋學(xué)號08102080236專業(yè)班級08機械設(shè)計制造及其自動化（2）班指導(dǎo)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(xùn)中心畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)與要求1、查閱國內(nèi)外MCS51系列單片機應(yīng)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(shè)計，主要包括矩陣式鍵盤和LED顯示；3、設(shè)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(jìn)行電路實驗，畫出PCB板；4、編寫相應(yīng)的軟件程序，并進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試，實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系；5、針對本科單片機課程實驗教學(xué)，進(jìn)行人機交互模塊實驗方法的更新和改進(jìn)；6、撰寫畢業(yè)論文，進(jìn)行畢業(yè)答辯。畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進(jìn)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(yīng)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(shè)計，主要包括矩陣式鍵盤和LED顯示；設(shè)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(jìn)行PCB制板；編寫相應(yīng)軟件程序，進(jìn)行軟件的調(diào)試；系統(tǒng)軟件、硬件結(jié)合進(jìn)行整機調(diào)試，實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系；進(jìn)行測控接口模塊實驗方法的更新和改進(jìn)；撰寫畢業(yè)論文初稿；修改論文并定稿，整理全部資料，準(zhǔn)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)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(shè)計與實驗改進(jìn)學(xué)生姓名王瑋學(xué)號08102080236專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)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(guān)系的學(xué)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(jìn)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(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。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(shè)計出單片機的人機互換模塊，并在proteus環(huán)境下進(jìn)行仿真，進(jìn)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(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)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(xué)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(jìn)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(jìn)客廳指日可待的3D顯示器，使用紅綠藍(lán)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(yīng)用于Office/XP的中文版等辦公、應(yīng)用軟件中的IBM/ViaVoice連續(xù)中文語音識別系統(tǒng)，輸入設(shè)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(fù)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(shè)計中運用進(jìn)步的圖形學(xué)、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(xué)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(luò)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(jìn)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(shè)備把數(shù)據(jù)輸入計算機；然后，系統(tǒng)響應(yīng)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(shè)計任務(wù)如下：1分析各類基于MCS51系列單片機的人機互換模塊設(shè)計，主要包括矩陣式鍵盤、LED顯示；2設(shè)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(yīng)軟件程序，進(jìn)行軟件的調(diào)試；5進(jìn)行系統(tǒng)軟件、硬件結(jié)合進(jìn)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(xué)，進(jìn)行人機交互模塊實驗方法的更新和改進(jìn)。指導(dǎo)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)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(shè)計與實驗改進(jìn)學(xué)生姓名王瑋學(xué)號08102080236專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師呂建波羅振元檢查時間班級08級（2）班畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)展情況通過對單片機相關(guān)資料的學(xué)習(xí)，以及對整個設(shè)計的了解，現(xiàn)基本完成以下設(shè)計工作：1.完成人機互換模塊的設(shè)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(shè)計。2.確定整個模塊電路圖、4*4矩陣鍵盤掃描方式