基于MCS51单片机的实验开发系统人机交互模块设计与实验改进 班级：08级机电2班 姓名：王玮 学号: 08102080236 指导老师：吕建波、罗振元 一研究概述 研究背景:交互设计就是设计支持人们日常工作与生活的交互式产品，随着现阶段人们对计算机的普及，人机交互界面越来越受到人们的重视。在现代各类仪器的开发中，人机交互功能起着无可替代的作用。 研究问题:以MCS51系列单片机为核心处理器，通过操作员从键盘打入命令，操作系统接到命令后立即执行并将结果通过数码管显示器显示的这一过程，设计出人机互换模块 二人机交互基本框架 设计主要包括四部分，其中4*4矩阵键盘作为系统输入设备，4位8段数码管显示作为输出设备，89C52单片机作为核心处理器，一个段锁存器和一个位锁存器来完成数据锁存处理。这四部分模块对数据的基本执行流程及其相互之间关系如下图1.1所示。 图1.1人机交互基本流程图 三89C52单片机最小系统 四矩阵键盘硬件电路 五数码管锁存器硬件电路图 六整体程序设计 人机交互模块程序设计中，首先是在按键按下之后，程序进行行列扫描，扫描完成之后进入按键处理，将相应值送往断码和位码，进行数码管扫描显示。因为数码管共8位，所以当位选进入第八位，断码显示之后，程序进行清屏处理，等待下次8位数字的键入。图1.2是整体程序设计流程图 图1.2 整体程序设计流程图 软件设计应注意问题： 程序中必须在每次有按键按下时都要去抖动后再检测该按键是否按下，因为在按键的实际波形（图1.5）在按下和释放时都存在抖动。若不去除抖动，CPU会误将抖动认为按键多次按下，使程序混乱。 void DelayUs2x(unsigned char t) { while(--t); } void DelayMs(unsigned char t) { while(t--) { DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); } } 图1.5按键按下时实际波形 按键行列扫描： 七PROTEUS仿真原理图 八 实验改进探讨 传统实验方案存在的问题： （1）上课老师只讲理论，学生被动学习，缺乏积极性。 （2）实验课程时间紧张，学生只是按部就班，缺少循序渐进的思考方式。 改进方法： （1）由以往教师在课堂上纯理论教学转变成实验室现场教学，老师做完实验，学生根据老师的现场教学随后做实验，这样学生能较快的吸收老师所讲述的内容，并对课堂上学习的课程及时得到温故。 （2）利用Proteus仿真软件辅助实验教学。通过Proteus软件讲解实验中硬件电路及工作过程，现场连线并演示运行结果，老师可以通过连线对学生讲解每条连线的意义，避免学生盲目连线却不了解其中意义 （3）开展相应的实验技能竞赛，提高学生自主学习能力。 （4）为了切实可行地给学生创造学习条件，学校还设立相应的开放实验室，学生除了可以在课堂上接受知识之外，还可以通过开放实验室自行进行实验，如果上课实验没有完成，或者是有想法需要验证，开放实验室都可以提供相应的帮助 总结 本次设计以89C52单片机为核心处理器，通过对硬件和软件的设计并在proteus环境下进行仿真，进一步熟悉和掌握了单片机的结构及工作原理，并从实践了解到单片机系统，强化了所学理论知识。 致谢 在此首先要感谢我的导师吕建波、罗振元老师，是您的细心指导和关怀，使我能够顺利的完成毕业设计。其次，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！ 。。。以上简介无排版格式，详细内容请下载查看