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人機(jī)界面簡介
人機(jī)界面是指人和機(jī)器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域或稱界面所說人機(jī)結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機(jī)器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點(diǎn)線面的直接接觸，還包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機(jī)結(jié)合面是人機(jī)系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機(jī)工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施安全人機(jī)學(xué)。它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。大量運(yùn)用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入”（Input）與“輸出”（Output）兩種，輸入指的是由人來進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令（命令）的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等，而輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機(jī)接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機(jī)械，也能使機(jī)械發(fā)揮最大的效能并延長使用壽命，而市面上所指的人機(jī)接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。
人機(jī)界面的使用方法
明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品；
在PC機(jī)上用畫面組態(tài)軟件編輯“工程文件”；
測試并保存已編輯好的“工程文件”；
連接HMI和工業(yè)控制器（如PLC、儀表等），實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
人機(jī)界面的編程簡介
用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目人機(jī)界面相對簡單。若為LED顯示，應(yīng)根據(jù)LED的位數(shù)選取簡單、明燎、用戶一看便知的提示符;顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)應(yīng)充分考慮用戶提出的技術(shù)要求。
分析編程的難點(diǎn)和技術(shù)解決方案
即使1個(gè)熟練的編程人員，編程過程中會遇到一些困難。為了能比較順利地完成程序設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)程序所完成的功能和程序流程對整個(gè)程序的框架分析一下，并根據(jù)自己掌握的技能定位整個(gè)程序的難點(diǎn)，然后找到最佳的算法。例如對于稍微大一點(diǎn)的項(xiàng)目，鍵盤掃描和顯示部分的程序編制應(yīng)該是單片機(jī)編程的難點(diǎn)。
?。?）無論是鍵盤掃描還是顯示過程都和硬件部分息息相關(guān)
送片選信號選取鍵盤就必須搞清單片機(jī)芯片是高電平選通還是低電平選通;選通鍵盤后，還需要讀回鍵盤的狀態(tài)。對讀回的鍵盤狀態(tài)還要進(jìn)行防抖處理;若鍵盤抖動，放棄讀回的數(shù)據(jù)，重新讀鍵盤狀態(tài);若確定為鍵盤按下，才能對按鍵值進(jìn)行處理;處理后的鍵值送顯示或作為其它使用。由此可知以上的每一過程都和硬件電路打交道。
?。?）鍵盤掃描和顯示牽涉到的算法比較復(fù)雜
因?yàn)閽呙桄I盤的過程就是遍歷每個(gè)按鍵，識別抖動，識別按鍵是否松開等過程;除此之外還要延遲合適的時(shí)間，以便再次讀取鍵值。顯示過程也要遍歷每個(gè)數(shù)碼管或液晶字符;其中查表過程，送顯示過程都要用到比較復(fù)雜的循環(huán)遍歷算法。
?。?）數(shù)字鍵和功能鍵的區(qū)分
是數(shù)字鍵就送顯示，是功能鍵就轉(zhuǎn)相應(yīng)的功能子程序，把兩者結(jié)合起來就構(gòu)成比較復(fù)雜的散轉(zhuǎn)程序。MCS51單片機(jī)有現(xiàn)成的散轉(zhuǎn)子程序可供參閱，PIC可以參照MCS51的散轉(zhuǎn)子程序套用。
以上3點(diǎn)都是單片機(jī)編程的難點(diǎn)部分，在編程之前都應(yīng)該找出來仔細(xì)分析。通過分析，將所有可能成為難點(diǎn)之處都一一找出并找出相應(yīng)的算法，在以后的程序編寫過程中也相應(yīng)地比較順利。
寫程序
在上面的準(zhǔn)備工作完成后，就可以著手編寫程序。因?yàn)橛辛嗣鞔_的程序流程，有了充足的資料，可能遇到的難點(diǎn)基本上找到了解決方法;這樣，事先準(zhǔn)備得比較充分，即使在以后的程序編寫過程中遇到困難，也較易解決。這樣就可以節(jié)省很多時(shí)間，以便靜下心來認(rèn)真按照方案和流程編寫程序。另外，一般寫完1個(gè)功能程序就進(jìn)行調(diào)試，通過后再編寫另外1個(gè)功能代碼，這樣可以防止全部代碼編寫完畢后再調(diào)試可能帶來的相互影響，從而可以搞清楚到底是哪部分程序有問題。
程序調(diào)試
程序的調(diào)試過程是1個(gè)比較復(fù)雜的過程，有些需要高度的技巧和一定的方法。一般的編程軟件都提供單步、單步越過、斷點(diǎn)、運(yùn)行到光標(biāo)處等基本方法，一般掌握這幾種基本方法就可以解決絕大部分問題。經(jīng)過長時(shí)間的調(diào)試實(shí)踐之后自然就可以掌握一定的調(diào)試技巧，即熟能生巧。
人機(jī)界面簡單編程實(shí)例
1、原理
ActiveX控件的妙處在于，控件與應(yīng)用程序總是能融洽地交互。ActiveX控件提供了三種與應(yīng)用程序交互的基本機(jī)制：屬性（Property）、方法（Method）和事件（Event）。用戶由此三部分來控制控件并開發(fā)程序。屬性是描述控件的當(dāng)前狀態(tài)，并影響控件的顯示和行為，屬性值存儲在控件的變量中。方法為定義在控件內(nèi)的函數(shù)（Function），方法的使用與控件所提供的功能有關(guān)，通常會影響控件本身或其行為，大多數(shù)方法的作用也會受到控件當(dāng)時(shí)屬性的影響。事件是在某些特定情況時(shí)，控件所產(chǎn)生的通知事件，事件被傳遞給控件應(yīng)用程序以執(zhí)行程序中與此事件連接的函數(shù)（Event handler）。
以下舉例說明，如何運(yùn)用DAQBench控件建立人機(jī)界面，以及使用ADLINK的數(shù)據(jù)采集設(shè)備的ActiveX控件進(jìn)行模擬信號的處理。
我們假設(shè)把一個(gè)程序分成兩部分：可視部分（前臺顯示操作的界面）和不可視部分（后臺工作的線程）。本文程序的顯示界面非常簡單，僅有一個(gè)作圖控件及一個(gè)退出按鈕，后臺工作是使用一個(gè)虛擬的PCI—9112多功能數(shù)據(jù)采集卡（不需要安裝真正的板卡）產(chǎn)生采樣數(shù)據(jù)。程序流程見圖1，在程序的開始，調(diào)用PCI—9112控件的方法StartContAI來激活連續(xù)的AI， 當(dāng)采樣完成時(shí)，會自動激活PCI—9112控件的事件AiHalfReady 0，在事件響應(yīng)函數(shù)中，通過調(diào)用作圖控件的方法PlotChart 0，把采集到的數(shù)據(jù)傳送給作圖控件。這樣，我們就能不斷地在屏幕上看到采樣數(shù)據(jù)，直到程序退出。整個(gè)程序只有兩條語句需要鍵盤輸入，其余工作都是通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊來完成的。從這個(gè)程序您可以感受到用DAQBench的ActiveX控件來做數(shù)據(jù)采集程序是多么的簡單容易。
圖1 程序原理圖
2、編程
以下將以逐步推進(jìn)（step by step）的方式，說明如何在微軟的Visual c++6．0下，運(yùn)用DAQBench的ActiveX控件來完成數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用。
2.1 程序框架的建立
使用Visual C++的MFC AppWizard來建立一個(gè)基于對話框的程序框架。
通過File》》New菜單命令建立一個(gè)新的項(xiàng)目，其會打開New的對話框。在Projects頁面中，選擇［MFC AppWizard（exe）］項(xiàng)目類型，在Project name中輸入項(xiàng)目名稱：MZR 點(diǎn)0K。
在Step 1對話框選擇［Dialog based］選項(xiàng)， 點(diǎn)Finish》》點(diǎn)0K。
這樣，應(yīng)用程序向?qū)?gòu)建一個(gè)新的項(xiàng)目和程序的框架，并自動在對話框編輯器中打開程序?qū)υ捒颉?/p>
2.2 加載DAQBench控件
把需要的ActiveX控件添加到控件工具欄（Control Toolbar）的步驟如下：
?。?） 選擇繪圖ActiveX控件（文件名）DAQBench DChart Control—（ADLINK），單擊Insert按鈕，在隨后的對話框中使用鼠標(biāo)點(diǎn)選OK，接受缺省的類名和文件名。
?。?） 選擇數(shù)據(jù)采集ActiveX控件（文件名）NuDAQ PCI—9112 Control—（ADLINK），單擊Insert按鈕，單擊確定按鈕，單擊OK按鈕，接受缺省的類名和文件名。
?。?） 添加完畢，返回Components And Controls Gallery對話框，單擊Close按鈕。
這樣，就在對話框編輯器的控件工具欄中，加進(jìn)了繪圖控件DAQBench DChart Control和數(shù)據(jù)采集控件NuDAQ PCI—9112 Control，可以方便地將控件加入到對話框中。
2.3 程序設(shè)計(jì)
將控件添加到控件工具欄之后，就可以在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的用戶界面時(shí)使用控件了。開發(fā)者可以使用對話框編輯器將控件放置在對話框上。具體操作步驟如下：
刪除窗體上帶TODO消息的靜態(tài)文本控件，并刪除確定按鈕。
單擊Controls工具條底部的DChart按鈕，并通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊把它放在對話框中，ActiveX控件可以象標(biāo)準(zhǔn)Windows控件一樣插入對話框，并可調(diào)整位置與大小。
選擇Controls工具條底部的PCI—9112按鈕，把它放在對話框中適當(dāng)?shù)奈恢?，右鍵點(diǎn)擊對話框中的PCI—9112控件，在打開的菜單中選擇屬性（Properties），就會出現(xiàn)一個(gè)帶有各種不同屬性字段的屬性頁對話框。通過屬性頁對話框，你可以對這個(gè)特定的控件進(jìn)行設(shè)置，具體數(shù)值見表1。
表1 控件NuDAQ PCI-9112 Control屬性設(shè)置
在用戶使用控件編寫程序之前，要先為該控件設(shè)定一個(gè)變量名稱。下面為作圖控件和采樣控件設(shè)定相應(yīng)變量：通過快捷鍵Ctrl+W，打開MFC Class Wizard對話框，在Member Variables標(biāo)簽中將Class name設(shè)置為CMZRDlg，通過Add Variables？按鈕給其中的控件標(biāo)識號添加變量，變量的定義見表2。
表2 對話框中相應(yīng)控件變量的
定義PCI—9112控件的事件處理函數(shù)，通過快捷鍵Ctrl+W，在MFC Class Wizard窗口中，按下Message Maps 標(biāo)簽并在Object Ids字段中選IDC_PCI9112CTRLI控件，在Messages字段中選AiHalfReady，單擊Add Function按鈕，添加數(shù)據(jù)采集控件的AiHalfReady消息響應(yīng)函數(shù)，接受缺省的函數(shù)名，單擊Edit Code按鈕以定位到該函數(shù)，在其中加入下列代碼：
void
CMZRDlg：：OnAiHalfReadyPci9112ctrl1（VARIANT FAR*ScaledData，VARIANT FAR*BinaryCodes）
{
?。疶ODO：Add your control notification handler code here
m_Chart.PlotChart（ScaledData）；／／ 將ScaledData中的采樣數(shù)據(jù)傳遞給作圖控件。
}
在初始化函數(shù)中啟動數(shù)據(jù)采集函數(shù)：
定位到對話框初始化函數(shù)void CMzRDlg：：OnInitDialog（），在其結(jié)尾return TRUE；語句之前加入下列語句
BOOL CMZRDlg：：OnInitDialog（）
{
CDialog：：OnInitDialog（）；
?。?） 選擇Project》》 Add To Project 》》Components And Controls？項(xiàng)目，然后，在接著出現(xiàn)的對話框中，使用鼠標(biāo)雙擊Registered ActiveX Controls目錄條目。這樣就會打開一系列計(jì)算機(jī)上已經(jīng)安裝和注冊的ActiveX控件清單。選擇并插入需要的ActiveX控件到您的項(xiàng)目和控件工具欄中。
／TODO ：Add extra initialization here VARIANT Filename；
m_Pci9112.StartContAI（Filename）；／／激活連續(xù)
return TRUE； ／／return TRUE unless you set the focus to a control
?。?/p>
2.4 程序測試
通過按Ctrl_F5鍵直接在Developer Studio中運(yùn)行程序，運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。
圖2 運(yùn)行結(jié)果
開發(fā)環(huán)境：本文假設(shè)您已經(jīng)安裝了Visual C++6.0和DAQBench和PCIS—OCX。
DAQBench和PCIS—OCX這兩個(gè)軟件可從凌華公司的網(wǎng)站（http：／／www．a(chǎn)dlinktech．com／download area／software．htm）下載。
工商網(wǎng)監(jiān)
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