基于ARM7的任意波形发生器界面交互设计

论文摘要

任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator)是一种常用的信号源,广泛应用于科学研究、生产实践和教学实践等领域。随着微电子和计算机技术的蓬勃发展,人们对任意波形发生器的性能、易操作性和界面友好性也提出了更高的要求。用户界面(User Interface)作为任意波形发生器系统的重要组成部分之一,不仅会为用户提供了友好的操作界面,而且会提升仪器的普及率。因此任意波形发生器的人机界面的设计和开发已成为一项重要的研究课题。ARM处理器是近些年高速发展起来的高性能嵌入式微控制器,凭借其低功耗、高性能,在32位嵌入式微控制器领域处于绝对的领先地位。本文采用的任意波形发生器的控制核心芯片是NXP公司的LPC2478处理器,其属于ARM7系列。利用处理器提供的各种片内外设包括SDRAM. SRAM、UART、LCD、USB、矩阵键盘等控制器模块,可以设计出任意波形发生器的主控制电路,键盘和液晶显示均可以由控制板引出。本文在不引入嵌入式操作系统情况下,在以LPC2478为核心搭建起来的界面硬件上,进行界面的人机交互研究。本文利用LPC2478对系统软硬件资源进行合理安排调度,并利用处理器提供的丰富的外围接口扩展模块,采用4.3寸TFT的LCD显示屏,在详细分析了任意波形发生器所要实现功能的基础上,对界面的交互设计进行分析,提出了一个多窗口多菜单的实时显示和切换方案,设计完成了一个易操作、占资源少、高性能的任意波形发生器人机交互界面。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文的内容安排
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 章节安排
• 第2章 人机交互界面设计概况
• 2.1 人机交互
• 2.1.1 什么是人机交互
• 2.1.2 人机交互技术的发展概述
• 2.1.3 人机交互的发展方向
• 2.2 界面设计
• 2.2.1 界面设计的本质
• 2.2.2 人机交互界面设计的原理
• 2.3 交互设计
• 2.3.1 交互设计的内容
• 2.3.2 交互设计与界面设计
• 2.3.3 交互设计的三个关键特征
• 2.3.4 交互设计的流程
• 2.4 本章小结
• 第3章 任意波形发生器的人机交互研究
• 3.1 AWG的人机交互方式
• 3.1.1 输入方式
• 3.1.2 输出方式
• 3.2 AWG的界面分析
• 3.2.1 用户分析
• 3.2.2 用户的使用需求分析
• 3.2.3 界面可用性分析
• 3.3 AWG界面设计的人机交互规范
• 3.4 交互界面设计的方法
• 3.4.1 拟人化设计
• 3.4.2 情感化设计
• 3.4.3 用户参与的迭代设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 任意波形发生器的界面交互系统设计
• 4.1 界面硬件简介
• 4.2 界面设计
• 4.2.1 面板外观设计
• 4.2.2 功能分析
• 4.2.3 操作界面显示
• 4.2.4 输入系统
• 4.2.5 多界面系统
• 4.2.6 多窗口多菜单显示设计
• 4.3 界面的交互设计分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 任意波形发生器界面的软件实现
• 5.1 用户界面的软件实现
• 5.1.1 软件框架
• 5.1.2 模块介绍
• 5.1.3 驱动程序的设计
• 5.1.4 用户界面的实现
• 5.2 本章小结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已撰写的学术论文及参与过的项目
• 学位论文评阅及答辩情况表