3.7.3 人機接口
人和機械設備之間打交道的操作界麵，稱之為人機接口。飛機的操作儀表盤和工業機器人的示教盒是典型的人機接口實例。一般來說，外界的信息和能量可以通過人機操作界麵和傳感器係統兩種途徑輸入到計算機中進行處理，而係統產生的輸出信息和能量則用於控製設備或進行顯示。人機接口的設計原則要體現機械設備的可操縱性和安全性。例如，工業機器人操控台上不同按鈕和開關的布置要符合人的操作習慣，用於緊急製動的按鈕或開關要設計成紅色，其位置要保證操作人員能在最短時間內采取措施為準。同時，要用指示燈、數碼顯示器或液晶顯示屏顯示機器的工作狀態和報警信息。總之，人機接口是人和機器之間聯係的紐帶和橋梁。
1.人機接口設計的原則
人機接口設計的好壞直接影響到機電係統的可操作性。機電係統不僅要完成特定的產品功能，還需要具有良好的人機接口。人機接口的設計原則就是使係統或產品易於使用，減少用戶學習和適應係統的時間，降低操作係統的難度。總體上講，一個良好的人機接口需要滿足以下幾個原則。
（1）一致性
一致性的含義是指不同的應用係統之間以及同一應用係統內部具有相似界麵外觀、布局和相似的人機交互方式。例如，所有的Windows應用軟件都具有相同的界麵風格和約定，用戶隻要掌握其中一個應用軟件，就能很快地學習和掌握其他軟件。一致性設計原則有助於用戶學習，可以將局部經驗擴展到其他場合。因此，在設計光機電一體化係統的人機接口時，要遵循人的操作習慣和大多數機械設備操作界麵的設計規律。在保證人機接口的一致性的前提下，努力實現人機接口的個性化。
（2）簡潔性
人機接口界麵設計要簡潔，界麵上的元素要少且布置合理。太多的指示燈、按鈕和開關，會使人機界麵雜亂無章，給操作帶來困難。
（3）透明性人機接口是人和機器之間溝通的橋梁
在人機交互的過程中，人機接口要給出用戶操作的反饋，使用戶明白操作是否被係統接受以及操作的結果。例如，在電梯的每個樓層都安裝有顯示屏，指示電梯的運行方向和電梯所在的當前層。乘客通過顯示屏可以判斷電梯的運行狀態。
（4）合理利用顏色和顯示狀態
不同的顏色可以增加視覺衝擊力，例如，緊急按鈕和報警燈使用紅色，引起操作人員的警覺；其他按鈕使用柔和、中性的顏色，給人安靜和舒適的感覺。數據顯示可以用各種顯示效果，如動態顯示。在流程工業中，可用動態顯示方式顯示物料的運行方向、設備的運行狀態等，使操作人員有很直觀的判斷。同樣以電梯為例，電梯在樓層之間運行時可以動態顯示運行方向和樓層號，表明電梯正在運行，這樣的動感顯示會使乘客感到很放心。
（5）容錯功能和幫助
在輸入數據時往往會出現錯誤，這就要求人機接口有容錯功能。人機接口包括輸入接口和輸出接口兩大類。輸入接口有按鈕、鍵盤、觸摸屏、鼠標、掃描儀、照相機、手寫輸入和聲控輸入等形式；輸出接口有打印機、顯示屏、數碼管、指示燈和音響等。
2.人機輸入接口
光機電一體化係統通過輸入接口來接受操作指令。對於輸入接口，要求其穩定可靠、使用簡便。傳統的輸入接口有鍵盤、撥碼盤、觸摸屏、開關和旋鈕等。隨著新技術發展，各種各樣的新型輸入接口器件和技術應運而生，其目的就是要解決輸入的快捷、可靠和簡易性。新輸入方式有虹膜識別、手寫輸入、指紋識別和聲音識別等。這些新輸入方法具有強大的生命力，但仍需在技術上不斷完善。總體來說，傳統的按鈕、撥碼盤、鍵盤和觸摸屏還是使用最多的輸入接口。
常用的鍵盤一般由一個個機械式開關組成。當鍵按下時，開關閉合；當鍵鬆開時，開關斷開。由於機械開關的撞擊作用，開關在閉合和斷開的瞬間，開關的動片會產生抖動，抖動的時間大約在5～10毫秒。為了保證CPU對每次按鍵隻做一次且僅做一次處理，需要消除鍵抖動時產生的幹擾。在設計過程中，可以采用硬件和軟件或兩者的組合來消除鍵的抖動。一般來說，硬件消抖比較可靠，但當鍵盤上有很多按鍵時，硬件消抖的硬件開銷很大，這時可以采用軟件消抖的方式。軟件消抖的原理是：在第一次檢測到有鍵按下時，執行一段10毫秒的延時程序，再檢測此按鍵，如果第二次檢測結果仍為按下狀態，則表明此鍵確實被按下，可以讀取鍵的狀態。
利用鍵盤向係統發送命令和數據使用起來很方便，但容易產生誤動作。對於很少改變的命令或數據，往往利用靜態開關來設定。這類開關即使掉電，也會保持原先的狀態不變。這種開關有撥動開關和撥碼盤。撥動開關是光機電一體化控製係統中常用的器件，如打印機後麵板上用於設置西文打印還是中文打印的撥動開關。係統複位後立即讀取撥動開關的狀態，從而按照規定的方式運行。