摘要：介紹一種基于狀態(tài)分析的人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)方法，提出運(yùn)用狀態(tài)分析法設(shè)計(jì)人機(jī)接口的幾個(gè)關(guān)鍵步驟。運(yùn)用此方法，可以很方便、快速地設(shè)計(jì)出各類人機(jī)交互接口。

    關(guān)鍵詞：狀態(tài)分析 狀態(tài)轉(zhuǎn)換 人機(jī)接口

眾所周知，人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的組成部分。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以單片機(jī)為核心組成的應(yīng)用系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)大。如何把這些功能在機(jī)內(nèi)有序地組合起來(lái)，如何快捷有效地設(shè)計(jì)出方便使用的人機(jī)交互接口已成為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的一個(gè)重要研究課題。本文介紹一種人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì)方法——狀態(tài)分析法。實(shí)踐證明：運(yùn)用此方法設(shè)計(jì)人機(jī)交互接口，具有編程簡(jiǎn)單、思路清晰、可維護(hù)性和可擴(kuò)充性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

1 狀態(tài)分析法及其設(shè)計(jì)步驟

以具有4個(gè)按鍵的鍵盤為例說(shuō)明狀態(tài)分析法及其設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)包含一個(gè)含有4個(gè)按鍵的鍵盤，用戶通過(guò)對(duì)這4個(gè)按鍵的操作，實(shí)現(xiàn)功能切換和參數(shù)設(shè)置。在機(jī)內(nèi)如何有序地組織這些功能，如何根據(jù)用戶不同的操作習(xí)慣方便地改變這些組織方式，當(dāng)用戶在某一時(shí)刻按下某一按鍵時(shí)，系統(tǒng)能正確地執(zhí)行相應(yīng)的功能，是要解決的問(wèn)題。狀態(tài)分析法的基本思想是：在鍵盤按鍵不太多的情況下，給每一個(gè)按鍵分配一個(gè)狀態(tài)變量（占1字節(jié)），每個(gè)狀態(tài)變量共有256種狀態(tài)（0～255），可根據(jù)需要任意選用，每一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)一種功能，樣，一個(gè)按鍵最多可實(shí)現(xiàn)256種功能。在某一時(shí)刻，當(dāng)用戶按下該鍵，希望其執(zhí)行某項(xiàng)功能時(shí)，只要保證在用戶按下該鍵之前，該鍵處于相應(yīng)的狀態(tài)即可。這樣就實(shí)現(xiàn)了通過(guò)控制按鍵狀態(tài)變量的狀態(tài)來(lái)達(dá)到對(duì)其功能控制的目的。狀態(tài)分析法設(shè)計(jì)人機(jī)交互接口主要包括以下幾個(gè)步驟：

①系統(tǒng)分析，編寫操作說(shuō)明書或建立操作流程圖；

②根據(jù)操作說(shuō)明書或操作流程圖，給每一個(gè)按鍵進(jìn)行功能分配；

③對(duì)每個(gè)按鍵進(jìn)行狀態(tài)分析，為每個(gè)按鍵建立狀態(tài)-功能表；

④根據(jù)操作說(shuō)明書或操作流程圖、狀態(tài)-功能表建立狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；

⑤根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖編制軟件，上機(jī)調(diào)試。

2 應(yīng)用舉例

以“多功能數(shù)字鐘”為例，詳細(xì)說(shuō)明狀態(tài)分析法在人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)一多功能數(shù)字鐘，要求：

①有記時(shí)，校時(shí)功能；

②具有日歷顯示，日期調(diào)整功能；

③具有定時(shí)報(bào)警功能。

詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程如下：

2.1 系統(tǒng)分析，建立操作流程圖

根據(jù)分析，該系統(tǒng)具有三大功能。校時(shí)、日期調(diào)整和定時(shí)時(shí)間調(diào)整功能需要由鍵盤來(lái)設(shè)定。其中時(shí)間調(diào)整功能分為時(shí)高位、時(shí)低位和分高位、分低位調(diào)整，日歷調(diào)整功能分為月份調(diào)整和日期調(diào)整，定時(shí)時(shí)間設(shè)定功能分為時(shí)高位、時(shí)低位和分高位、分低位的設(shè)定。通過(guò)分析可知，該系統(tǒng)主要有三個(gè)界面：時(shí)間顯示界面、日期顯示界面、定時(shí)時(shí)間設(shè)定界面。我們采用4個(gè)按鍵的鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能，4個(gè)按鍵分別標(biāo)號(hào)為1，2，3，4號(hào)鍵。操作流程如圖1（a）、（b）所示，其中圖1（b）是從圖1（a）分離出來(lái)的子圖。

2.2 按鍵功能分配，建立狀態(tài)-功能表

根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的分析，為每個(gè)按鍵分配的按鍵狀態(tài)與按下該鍵執(zhí)行的相應(yīng)功能的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

（a）1號(hào)鍵狀態(tài)-功能