基于ARM的呼叫服务人机界面-文献综述

苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第1页开题报告（文献综述）1.引言随着微电子技术、计算机技术、通讯技术的飞速发展，各式各样的嵌入式系统产品已经深入到人们生活的每一个角落，小到手机、数码手持设备等产品，大到汽车、数控机床、导弹和火箭等产品。嵌入式系统的应用对于各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。作为嵌入式系统的一个重要应用领域面向工业控制的嵌入式测控系统，也已经发生了深刻的变化。它利用嵌入式系统作为现场平台，实现数据的采集、显示、传输和控制，并通过各种网络作为数据信息的传输媒体，在远端实现对测控数据的观测、分析和存储1。嵌入式测控系统的开发是一项系统工程，涉及软件、硬件、系统集成等诸多方面9。为了使测控系统能与用户更好的交互，需要提供友好的人机交互界面。这也是嵌入式测控系统开发的基本要求之一。人机交互接口已经成为嵌入式测控设备的重要组成部分，随着测控对象的多元化和图形显示设备的日益发展，对于人机交互接口提出了新的要求，图形用户界面已经越来越多的被用于测控系统中2。在人机系统中，人机界面是连接人与机器的重要通道。因此，人机界面设计，首要的是人与机器的信息交流过程中的准确性、可靠性及有效度。操纵装置与显示装置是人机界面的典型部件。现以这一控制显示系统的设计为例，阐明人机界面的设计。在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安全状态，做到安全生产。在人和机器的互动过程中，有一个层面，即我们所说的界面。从心理学意义来分，界面可分为感觉（视觉、触觉、听觉等）和情感两个层次。人机界面设计是屏幕产品的重要组成部分。界面设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，认知心理学、设计学、语言学等在此都扮演着重要的角色。人机界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之下；减少用户的记忆负担；保持界面的一致性2。人机交互是指人类在学习工作生活中使用计算机、网络及各种多媒体设备,进行人与机器之间的相互交流学习,原语是指在两个通信层协议之间用于一个服务请求的消息。苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第2页2.课题的背景一、人机界面概述人机界面是人与机器进行交互，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出2。1.广义人机界面在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人机界面，人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。从广义的人机界面角度来讲，它主要是研究人与机关系的合理性。人机界面中的“人”是指作为工作主体的人，包括操作人员、决策人员等。2.狭义人机界面狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面(HumanComputerInterface，HCI)，称人机接口、用户界面（UserInthce)，它是计算机科学中最年轻的分支之一。人机界面是计算机科学与心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领域，是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。3、人机交互（人机界面学的一个分支）用户与计算机系统相互之间的通信。实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为交互系统。这里的“交互”即信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。信息交换的形式有多种方式，如键盘、鼠标、显示屏幕上的符号或图形，也可以用声音、姿势或身体的动作等。二、人机界面学的起源1、面向人的科学人机界面学中面向人的知识和方法主要来自于人机工程学、心理学、哲学、生物学、医学等。苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第3页2、面向计算机的学科面向计算机系统的知识和方法主要来源于物理、电学和电子工程、控制工程、系统工程、信息论和数理逻辑等。它们分别构成了现代计算机工业的两大基础领域：硬件工程和软件工程。三、人机界面的发展1、硬件人机界面学的发展工业革命电子技术的出现信息革命。18世纪末20世纪40年初网络技术的发展机器机械电子技术信息化浪潮设计风格出现结合人机工程学非物质化、信息化6。2、软件人机界面学的发展计算机技术的迅速发展，人机界面学也随之迅速地发展起来。图形技术和图形用户界面技术的出现，启动了微型计算机蓬勃发展的大潮流。人机界面保持“简单、自然、友好、方便、致”由此人文因素成为计算机产品中越来越突出的问题。3.ARM概述本文主要设计的是基于ARM的信号发生器，在此基础上选用了cortex-M3系列的处理器，下面主要以cortex-M3为主进行概述。Cortex-M3采用了新型的单线调试(SingleWire)技术，专门拿出一个引脚来做调试，从而节约了大笔的调试工具费用。同时，Cortex-M3中还集成了大部分存储器控制器，这样工程师可以直接在MCU外连接Flash，降低了设计难度和应用障碍11。ARMCortex-M3处理器结合了多种突破性技术，令芯片供应商提供超低费用的芯片，仅33000门的内核性能可达1.2DMIPS/MHz。该处理器还集成了许多紧耦合系统外设，令系统能满足下一代产品的控制需求。CortexM3处理器采用ARMv7-M架构，它包括所有的16位Thumb指令集和基本的32位Thumb-2指令集架构，Cortex-M3处理器不能执行ARM指令集。Thumb-2在Thumb指令集架构（ISA）上进行了大量的改进，它与Thumb相比，具有更高的代码密度并提供16/32位指令的更高性能。苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第4页关于工作模式Cortex-M3处理器支持2种工作模式：线程模式和处理模式。在复位时处理器进入“线程模式”，异常返回时也会进入该模式，特权和用户（非特权）模式代码能够在“线程模式”下运行。出现异常模式时处理器进入“处理模式”，在处理模式下，所有代码都是特权访问的。关于工作状态Coretx-M3处理器有2种工作状态。Thumb状态：这是16位和32位“半字对齐”的Thumb和Thumb-2指令的执行状态。调试状态：处理器停止并进行调试，进入该状态。104.论文研究的内容及安排用户通过按键进入相应界面设置参数或发送命令，此时输入的参数和命令通过RS485串口通信发送给下位机智能仪器系统，仪器接收到参数和命令后进行相关操作，返回结果数据再通过RS485发送给人机交互系统，人机交互系统扫描串口是否接收到数据，如果接收到则通过液晶显示返回结果。用户此时可以浏览并存储这些结果数据，再通过RS232接口将这些结果数据发送到上位机数据管理系统。论文主要通过对ARM算法的介绍、系统软硬件的设计及实验结果分析等内容进行阐述，最终搭建一个基ARM的多功能信号发生器。1、绪论：阐述ARM在人机界面的重要作用和课题研究背景和意义，及论文的组织；2、ARM概述：首先介绍ARM的优势，接着分析ARM的特点及其编程的结构和算法等；3、给出系统硬件设计：介绍基于ARM的主要功能和结构，然后介绍主结点和子结点的硬件设计所需电路，以及串口通信用到的芯片、温度传感器的连接原理图等；4、系统软件设计：首先介绍嵌入式开发软件ARM，然后详细叙述呼叫人界面的应用的函数等等，将实验结果通过串口进行实时显示。苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第5页参考文献1STM32F32位ARM微控制器应用设计与实践北京：北京航空航天大学出版社，2012-08-01：2/view/5b30ed6faf1ffc4ffe47ac08.html3蒙博宇，刘星STM32自学笔记北京航空航天大学出版社，20124郭勇.电子综合设计M.苏州:苏州大学出版社.20125丁建强电子技术综合设计补充讲义苏州大学应用技术学院，2010.106戴佳，戴卫恒.2006.51单片机C语言应用程序设计实例精讲.北京：电子工业出版社.7阎石.数字电子技术基础（第四版）.高等教育出版社，1998.118周立功.ARM嵌入式系统基础教程（第二版）.北京航空航天大学出版社，2008.99老