人机界面的设计之软件接口及系统设计方法介绍

魏佳娃

　　人机界面的设计之软件接口及系统设计方法介绍

　　人机界面(Human Computer Interface，简称HCI)通常也称为用户界面、人机接口等，它是用户设定工艺参数的关键，以及信息显示的重要设备，是人与机器之间传递、交换信息的媒介，是用户使用计算机系统的综合操作环境(人机交互与人机界面)。那么，什么是人机界面的设计呢?(人机界面设计原则)人机界面的设计是指通过一定的手段对用户界面有目标和计划的一种创作活动。大部分为商业性质、少部分为艺术性质。人机界面的设计都包括哪些呢?人机界面的设计主要包括三个方面(人机界面设计过程)：

　　设计软件构件之间的接口

　　设计模块和其他非人的信息生产者和消费者的界面

　　设计人(如用户)和计算机间的界面

　　近年来，人机界面的设计理论已经更广泛地发展和应用到人一机一环境系统工程等领域，使工程技术设计与使用者的身心行为特点相适应，从而使人能够高效、舒适地工作与生活。小编通过搜集整理资料，对有关人机界面的设计的知识作了简单的归纳总结。

　　在商品竞争中，一个应用系统的成功与否在某种程度上也取决于用户使用界面的感受好坏，因此，人机界面的设计在应用系统的设计中有着重要的作用。

　　人机界面软件接口的设计

　　软件的未来其实在很大程度上要指望软件接口的前景如何。计算机世界里的接口这两个字具有两种众所周知的含义：其一是指软件本身的狭义“接口”，比如各种软件开发API等。其二则指的是人与软件之间的交互界面。我们把这种人-软件之间的接口称作“用户界面”，也就是“UI”。

　　UI的设计则是指对软件的人机交互、操作逻辑、界面美观的整体设计。好的UI设计不仅是让软件变得有个性有品味，还要让软件的操作变得舒适、简单、自由，充分体现软件的定位和特点。

　　人机界面系统设计

　　人机界面系统采用小键盘操作的文本菜单方式，使用在嵌入式数字视频录像DVR(Digital Video Record)系统中。把人机界面部分从主系统中独立出来，用户所有输入的指令由单片机来处理，减少了主系统的工作量，使整个系统模块化，便于开发和调试，提高了可靠性和稳定性.另外，这种人机界面的设计具有通用性，便于移植到各种嵌入式系统中。

　　如下图所示：

　　人机界面系统设计框图

　　在上述系统设计框图中，是采用在MSP430F149单片机上移植μC/OS—Ⅱ来独立实现人机界面的功能，用户通过键盘输入指令，经过单片机处理后发往主系统，同时把相应信息通过专用芯片的OSD(0n Screen Display)功能显示在监视器上;用户根据监视器上的信息进行菜单操作，形成人与机器的交互。

　　在实时操作系统μC/OS一Ⅱ下，整个人机界面分为三个模块，即三个任务来实现，分别是键值处理模块、与主机通信模块和时钟模块。

　　● 键值处理模块

　　OSTaskCreate(KEYTaskStart，(void*)O，&TaskKey-Stk[]，7);

　　先初始化所有的模块，然后在循环中接收并处理键盘的输入，Key-Process(char KeyValue)根据相应的输入键值和系统所处的状态，对菜单进行相应的操作。

　　State_Trans(char RxData)根据键值输入事件负责调度系统的状态，并在相应的状态下，根据从主系统收到的信息显示菜单。

　　● 主机通信模块

　　OSTaskCreate(UARTTaskskStart，(void *)O，& TaskU-artStk[]，6);

　　通过消息队列OSQPend(OS_EVENT*pevent，INTl6U timeout，INT8U*err)，接受串口中断发来的消息队列，对其中的数据进行处理。在人机交互的过程中，需要大量的与主系统的交互，单独用一个任务负责与主系统的通信，实现串口接收数据驱动的有限状态机。

　　● 时钟模块

　　OSTaskCreate(TimcTCk，(void*)O，&TimeTickStk[]，5);

　　时钟任务，使用单片机的时钟中断，可以设置各个任务需要的定时器，通过消息队列发给需要定时的任务。

　　总结

　　人机界面已成为工业控制中一种重要的存在，前两篇文章中，小编对人机界面的设计原则与设计过程作了简单的介绍。本文简单介绍了人机界面的软件接口设计、系统设计以及在实时操作系统μC/OS一Ⅱ下，人机界面的三个模块。

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