CN100584049C - 用于手持设备的人机交互界面模拟器 - Google Patents

Abstract

一种用于手持设备的人机交互界面模拟器，该模拟器包括手持设备外壳，位于外壳上的显示装置和输入装置；其特征在于：该模拟器的控制电路包括由单片机构成的主控电路及其外围电路：输入电路、显示电路、存储器电路、与个人电脑PC串口连接的电平转换电路和电源电路，该控制电路用于实现数据存储、各种界面的切换显示、以及与个人电脑上传下载数据。该模拟器为手机等手持设备的人机交互界面设计师提供一种方便、实用、效果逼真的研发工具；同时，该模拟器电路结构简单，制作成本低廉，可以将它作为功能样机，用于销售和推广活动中，可以充分展示手持设备功能和特色，给用户带来非常真实的使用体验。

Description

用于手持设备的人机交互界面模拟器

技术领域

本发明涉及一种结构新颖、简单、实用的手持设备模拟装置，确切地说，涉及一种用于手持设备的人机交互界面模拟器，该装置主要用于仿真模拟手持设备的人机交互界面，也可作为功能样机用于手持设备销售、展览等其他用途，属于电子测试仪器技术领域。

背景技术

目前，对手机等手持设备的人机交互界面进行人性化设计已经越来越受到各个品牌手机制造厂商的重视，各种各样的人性化手机交互界面已经成为不同品牌手机之间实现差异化的标志之一。人机交互界面设计师在设计手机的人机交互界面时，通常是借助个人电脑PC来完成的。其效果的好坏，通常也是在PC上进行测试和评判。但是，最终的实际使用效果只有在手机上应用时才能真正地感知，这样就使得手机等手持设备交互界面的设计周期变的很长，降低了设计效率，造成很大的资源浪费；而且，PC机的显示屏色彩非常丰富、逼真，然而，目前应用于手机等手持设备上的LCD显示屏的颜色较少，通常少于65K种颜色，这样使得在PC上效果很好的图片放到手机等手持设备上显示时，其效果可能不太理想，甚至很差。

另外，在手机等手持设备的销售和推广活动中，由于成品手机或其它手持设备的制造成本高，售价昂贵，因此一般都不是使用成品手机或其它手持设备作为展示手机等手持设备功能的销售样机，通常是用只能展示其外观表面造型的外观样机来向用户展示和推广，不能给用户带来真实的使用体验，也不能把产品的功能和特色充分展示和推销给用户。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于手持设备的人机交互界面模拟器，为手持设备的人机交互界面设计师提供一种强有力的研发工具；同时，该模拟器电路结构比较简单，制作成本低廉，可以将它作为功能样机，用于手持设备的销售和推广活动中，可以充分展示手持设备功能和特色，给用户带来非常真实的使用体验。

本发明的目的是这样实现的：一种用于手持设备的人机交互界面模拟器，包括手持设备的外壳，位于外壳上的显示装置和输入装置；其特征在于，所述模拟器的控制电路还包括：

由单片机U1构成主控电路；

由电平转换芯片构成的电平转换电路，用于所述单片机与个人电脑的电平转换，个人电脑与所述模拟器间的连接和数据传输；

由锁存器，数据存储器构成的存贮器电路；其中所述锁存器用于在所述单片机对所述数据存储器进行读写操作时锁存地址；数据存储器用于存储所有需要在所述显示装置上显示的数据；

显示电路，用于实时显示界面图像或图片；

电源电路；

输入电路；

其中，所述控制电路用于实现数据存储、各种界面的切换显示、以及与个人电脑上传下载数据。

所述主控电路中的所述单片机U1通过其自身的程序存储器内的固化程序，对从其端口输入的数据进行实时处理和判断，并进入相应的处理子程序：从存储器电路中取出相应数据，送入显示电路显示，或者在执行串口中断程序时，将从个人电脑传来的数据送入数据存储器中指定的地方，完成输入数据功能判断和交互界面的显示工作。

所述存储器电路由一锁存器和数据存储器组成，分别用于锁存地址和存储要在显示装置上显示的全部数据；所述显示电路是彩色LCD显示模块，用于实时显示界面图像；所述电平转换电路是TTL与CMOS之间的电平转换电路，用于实现个人电脑PC与该模拟器的所述主控电路中的所述单片机U1之间的连接和数据传输。

所述输入装置是键盘，或书写板，或触摸屏。

当输入装置为键盘时，所述输入电路是由单片机U5、21个按键和电阻、电容组成的键盘电路，其中单片机U5通过其自身的程序存储器内的固化程序，扫描判断键盘中的各个按键状态，只要有一个按键按下，就会有一组与其逐一对应的八位二进制编码数据从所述输入电路的所述单片机U5的P1端口输出，送入主控电路中的单片机U1进行实时处理和判断。

所述21个按键是根据普通手机的键盘设置和手机界面交互设计需要而设置的，分别是：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个数字键，*和#键，拨打键和挂断键，四个方向键，一个功能菜单进入键和一个功能菜单退出键，以及一个OK键。

所述电源电路由三个直流电压转换电路组成，分别是：将2.5V-3.2V的两节干电池的电压或2.5V-4.2V的锂离子电池电压转换成5V稳定电压输出的电压转换电路，用于驱动键盘电路、主控电路、存贮器电路；将5V稳定电压转换成9.5V稳定电压输出的电压转换电路，用于驱动LCD显示模块的背光灯；将5V稳定电压转换3.3V稳定电压输出的电压转换电路，用于驱动LCD显示模块。

本发明是手机等手持设备人机交互界面设计师的一种非常方便、实用的新型研发工具，只要将手机人机交互界面设计师设计出来的手机界面放入该用于手机的人机交互界面模拟器里，就可以如同操作真的手机一样，真实地了解该人机交互界面在手机上的实际使用情况，能够及时发现问题和及时修正，大大缩短手机交互界面的设计周期，使界面设计更加切合实际，提高设计效率和资源利用率，从而提升手机等手持设备人机界面设计的竞争力。

本发明的人机交互界面模拟器的电路结构简单，工作可靠，制造成本相对低廉，可以作为功能样机，用于手机的销售、展览和推广活动中，能够充分展示手机的交互功能和特色，给用户带来非常真实的体验。

此外，本发明的模拟器和工作方法不仅能够用于手机人机界面的开发研制，也可用于PDA等手持终端设备的人机交互界面研制开发。

附图说明

图1是本发明用于手持设备的人机交互界面模拟器的控制电路结构方框图。

图2是本发明人机交互界面模拟器的控制电路中主控电路及其数据存储电路、显示电路和电平转换电路的电原理图。

图3是本发明人机交互界面模拟器的控制电路中键盘电路的电原理图。

图4是本发明人机交互界面模拟器的控制电路中电源电路的电原理图。

图5是本发明人机交互界面模拟器的手机实施例工作方法流程图。

图6(A)、(B)、(C)、(D)分别是本发明人机交互界面模拟器的手机实施例四个仿真工作状态界面示意图。

具体实施方式

本发明是一种用于手持设备的人机交互界面模拟器，该模拟器具有手持设备外壳，外壳上有65K种颜色的彩色LCD显示装置和由键盘、或书写板、或触摸屏组成的输入装置；操作该输入装置，可以将各种画面实时显示出来。同时，它还带有一个串口，可以方便的从PC上下载数据，用于各种画面的更换。

参见图1，图中用虚线框出的本发明模拟器的控制电路包括由单片机构成的主控电路1及其外围电路：存储器电路2、与个人电脑PC串口连接的电平转换电路3、显示电路4、键盘电路5和电源电路6，该控制电路能够实现数据存储、各种界面的切换显示、以及与个人电脑上传下载数据。

参见图2，本发明的主控电路由核心处理器-8位单片机U1(图示型号为P87C552)及其外围电路构成，单片机内部有8K字节的程序存储器。由锁存器U2(图示型号为74LS373)，数据存储器U3(图示型号为AM29F016D)及其外围电路构成模拟器的存贮器电路。其中锁存器U2用于在单片机对数据存储器进行读写操作时锁存地址；数据存储器U3用于存储所有需要在LCD上显示的数据。由65K颜色的彩色LCD模块U4及其外围电路构成模拟器的显示电路，用于实时显示界面图像或图片。由电平转换芯片U6(图示型号为MAX232)及其外围电路构成模拟器的串口电平转换电路，用于模拟器的单片机U1与个人电脑PC的的电平转换，实现PC与模拟器间的连接和数据传输。该单片机U1通过其程序存储器内的固化程序，对从其P1端口输入的八位二进制编码按键数据进行实时处理和判断，并进入相应按键的功能子程序：从存储器电路中取出相应数据，送入显示电路显示，或者在执行串口中断程序时，将从个人电脑传来的数据送入数据存储器中指定的地方，完成按键功能判断和交互界面的显示工作。

参见图3，根据普通手机的键盘设置和手机界面交互设计师的需要，本发明模拟器设置了21个按键，分别是：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共十个数字键，*和#键，拨打键和挂断键，四个方向键，一个功能菜单进入键和一个功能菜单退出键，以及一个OK键。本发明的键盘电路包括8位单片机U5(图示型号为单片机P89C51)、21个按键和电阻、电容，其中单片机内部有4K字节的程序存储器，该单片机通过其程序存储器内的固化程序，扫描判断键盘中的各个按键状态，只要有一个按键按下，就会有一组与其逐一对应的八位二进制编码键盘数据从其P1端口输出，送入主控电路中的单片机U1进行实时处理和判断。

参见图4，本发明的电源电路由三个直流电压转换电路芯片U7、U8、U9和一些电阻、电容和电感等元件构成。其中将2.5V-3.2V的两节干电池的电压或2.5V-4.2V的锂离子电池电压转换成5V稳定电压输出的电压转换电路U7(图示型号为TPS61032)，用于驱动键盘电路、主控电路、存贮器电路；将5V稳定电压转换成9.5V稳定电压输出的电压转换电路U8(图示型号为TPS61040)，用于驱动LCD显示模块的背光灯；将5V稳定电压转换3.3V稳定电压输出的电压转换电路U9(图示型号为TPS73HD318)，用于驱动LCD显示模块。

参见图5，结合本发明的手机实施例介绍该模拟器的工作方法：包括下列操作步骤：

(1)开机后，LCD显示开机主画面；

(2)检测单片机串口是否收到中断信号，若没有中断，则执行后续操作；若有中断，则执行步骤(6)操作；

(3)扫描键盘是否有按键被按下，若有，则执行后续操作；否则，继续执行扫描键盘是否有按键被按下的操作；

(4)内部定时器清零；

(5)执行相应按键的功能：读出数据存储器中与该按键对应的数据，并送LCD显示，然后返回步骤(3)；步骤(3)和(5)中键盘的各个按键具有通常传统意义的对应按键功能；

(6)启动内部定时器，当定时器到达设定时间后，LCD显示开机主画面；

(7)进入单片机串口中断程序操作，扫描键盘是否有按键被按下，若有，则执行后续操作；否则，继续执行扫描键盘是否有按键被按下的操作；

(8)将内部定时器清零；

(9)执行相应按键的功能：将个人电脑传来的与该按键对应的数据存入数据存储器中指定的地方，然后返回步骤(7)；步骤(7)和(9)中键盘的各个按键是被赋予新的界面数据或其它对应功能；

(10)启动内部定时器，当定时器到达设定时间后，LCD显示开机主画面。

参见图6，介绍本发明模拟器的手机实施例四个仿真交互工作界面状态示意图，图4(A)所示是仿真“手机开机画面”，此时若按下功能菜单进入键(如图4(A)所示的按键)，即进入到图4(B)所示的界面；若在图4(B)所示的界面下按OK键(如图4(B)所示的按键)，则进入到图4(C)所示的界面；若在图4(C)所示的界面下按下行键(如图4(C)所示的按键)，进入到图4(D)所示的界面；依次类推，完成各种手机的各个交互界面的仿真显示。

本发明已经试制出手机实施例的性能样机，并进行了实施试验，试验结果完全实现了发明目的。

Claims (7)

1、一种用于手持设备的人机交互界面模拟器，包括手持设备的外壳，位于外壳上的显示装置和输入装置；其特征在于，所述模拟器的控制电路还包括：

由单片机UI构成主控电路；

与个人电脑串口连接的电平转换电路，用于所述单片机与个人电脑的电平转换，个人电脑与所述模拟器间的连接和数据传输；

由锁存器，数据存储器构成的存贮器电路；其中所述锁存器用于在所述单片机对所述数据存储器进行读写操作时锁存地址；数据存储器用于存储所有需要在所述显示装置上显示的数据；

显示电路，用于实时显示界面图像或图片；

电源电路；

输入电路；

其中，所述控制电路用于实现数据存储、各种界面的切换显示、以及与个人电脑上传下载数据。

2、根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述主控电路中的所述单片机U1通过其自身的程序存储器内的固化程序，对从其端口输入的数据进行实时处理和判断，并进入相应的处理子程序：从存储器电路中取出相应数据，送入显示电路显示，或者在执行串口中断程序时，将从个人电脑传来的数据送入数据存储器中指定的地方，完成输入数据功能判断和交互界面的显示工作。

3、根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述存储器电路由一锁存器和数据存储器组成，分别用于锁存地址和存储要在显示装置上显示的全部数据；所述显示电路是彩色LCD显示模块，用于实时显示界面图像；所述电平转换电路是TTL与CMOS之间的电平转换电路，用于实现个人电脑PC与该模拟器的所述主控电路中的所述单片机U1之间的连接和数据传输。

4、根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述输入装置是键盘，或书写板，或触摸屏。

5、根据权利要求4所述的模拟器，其特征在于：当输入装置为键盘时，所述输入电路是由单片机U5、21个按键和电阻、电容组成的键盘电路，其中单片机U5通过其自身的程序存储器内的固化程序，扫描判断键盘中的各个按键状态，只要有一个按键按下，就会有一组与其逐一对应的八位二进制编码数据从所述输入电路的所述单片机U5的P1端口输出，送入主控电路中的单片机U1进行实时处理和判断。

6、根据权利要求5所述的模拟器，其特征在于：所述21个按键是根据普通手机的键盘设置和手机界面交互设计需要而设置的，分别是：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个数字键，*和#键，拨打键和挂断键，四个方向键，一个功能菜单进入键和一个功能菜单退出键，以及一个OK键。

7、根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述电源电路由三个直流电压转换电路组成，分别是：将2.5V-3.2V的两节干电池的电压或2.5V-4.2V的锂离子电池电压转换成5V稳定电压输出的电压转换电路，用于驱动键盘电路、主控电路、存贮器电路；将5V稳定电压转换成9.5V稳定电压输出的电压转换电路，用于驱动LCD显示模块的背光灯；将5V稳定电压转换3.3V稳定电压输出的电压转换电路，用于驱动LCD显示模块。

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