2.2　软件项目接口类型

在开发项目的过程中我们需要了解项目接口的类型，例如人机接口、软件—硬件接口、软件间接口及通信接口等。

2.2.1　人机接口

人机接口是指人与计算机之间建立联系、交换信息所需输入／输出设备的接口，这些设备包括键盘、显示器、打印机、鼠标等。

人机接口是计算机和人机交互设备之间的交接界面，通过接口可以实现计算机与外设之间的信息交换。人机接口与人机交互设备一起完成以下两个任务。

（1）信息形式的转换。

（2）信息传输的控制。

人机交互的主要优点如下。

（1）操作简单。

（2）利于提高工作效率。

（3）操作安全。出现误操作时，用户界面会提示。

2.2.2　软件—硬件接口

软件—硬件接口是指软件系统中软件与硬件之间的接口。例如，软件与接口设备之间的接口。

（1）硬件：计算机的硬件是计算机系统中各种设备的总称。计算机的硬件应包括5个基本部分，即运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。上述各基本部件的功能各异，例如：运算器应能进行加、减、乘、除等基本运算；存储器不仅能存放数据，而且能存放指令，计算机应能区分是数据还是指令；控制器应能自动执行指令；操作人员可以通过输入、输出设备与主机进行通信。计算机内部采用二进制来表示指令和数据。操作人员将编好的程序和原始数据送入主存储器中，然后启动计算机开始进行工作，计算机应在无须干预的情况下完成逐条取出指令和执行指令的任务。

（2）软件：计算机的外观、主机内的元件都是看得见的，一般称它们为计算机的硬件，那么计算机的软件是什么呢？即使打开主机，也看不到软件在哪里。既看不见也摸不到，听起来好像很抽象。如果没有软件，计算机就像变成“植物人”一样，空有躯体，却无法行动。当你启动计算机时，计算机会执行开机程序，并且启动系统，然后你可能会启动Word程序，并打开文件来编辑文件，或是使用Excel来制作表格、使用IE浏览器来上网等。以上所提到的操作系统、打开的程序和文件及浏览器等，都属于计算机的软件。

软件的主要分类如下。

①应用软件：应用程序包、面向对象的程序设计语言等。

②系统软件：操作系统、语言编译／解释系统和服务性程序等。

硬件和软件是一个完整的计算机系统中互相依存的两大部分，它们的关系主要体现在以下几个方面。

（1）硬件和软件互相依存。硬件是软件赖以工作的物质基础，软件的正常工作是硬件发挥作用的唯一途径。计算机系统必须要配备完善的软件系统才能正常工作，且充分发挥其硬件的各种功能。

（2）硬件和软件协同发展。计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展，而软件的不断发展与完善又促进硬件的更新，两者密切地交织发展，缺一不可。

（3）硬件和软件无严格界线。随着计算机技术的发展，在许多情况下计算机的某些功能既可以由硬件实现，也可以由软件来实现。因此，在一定意义上说，硬件与软件没有绝对严格的界线。

硬件产品和软件产品的区别如下。

（1）结构组成不同。

（2）研发流程不同。

（3）研发和生产成本不同。

（4）赢利模式不同。

（5）产品研发模式侧重点不同。

2.2.3　软件间接口

软件间接口是软件系统中程序之间的接口，包括软件系统与其他系统或子系统之间的接口、程序模块之间接口、程序单元之间的接口等。

我们把人与软件之间的接口称为“用户界面”，也就是“UI”。这里要重点讨论软件不同部分之间的交互接口，通常就是指API——应用程序编程接口，其表现的形式是源代码。API的发明和发展极大地促进了计算机产业的进步，同时API几乎决定着日常计算机运算的各个方面。

大多数程序员秉承为软件用户设计优秀用户界面的思想，这一点早已深入内心。但如何实现合理的软件API却只为少数人所重视。历史证明，所有在应用体验上获得成功的软件或Web应用程序无一不是首先在API的设计上满足了用户的需求，哪怕用户几乎从不直接使用这些API。

2.2.4　通信接口

通信接口（Communication Interface）是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。下面将会介绍几种常见的通信接口。

1．标准串行接口RS-232

RS-232接口的通信线路简单，只要一根交叉线即可与PC主机进行点对点双向通信，并且线缆成本低，但传输速率慢，不适于长距离通信。消费类PC也逐渐取消了该接口，其多存在于工控机及部分通信设备中。

2．GPIB接口

GPIB接口最大的特点是可用一条总线连接若干个仪器，组成一个自动测试系统。该接口通信速率较低，常用于发送控制类命令，适用于电气干扰轻微的实验室或生产现场。由于普通的PC及工控机中较少提供GPIB接口，因此用户需要购买专用的控制卡并安装驱动程序后才能实现与仪器通信。

3．以太网接口

目前大多数设备都配有LAN网络接口，俗称“水晶头”。它具有可灵活组网、多点通信、传输距离不限、高传输速率等优点，使其成为主流的通信接口方式。

该接口本身的作用主要是用于路由器与局域网进行连接。局域网类型是多种多样的，所以这就决定了路由器的局域网接口类型也可能是多样化的。不同的网络有不同的接口类型，常见的以太网接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，还有FDDI、ATM、光纤接口。在仪器行业或系统集成行业，大多数的工程师也会选择通过网口写入命令对仪器进行控制。

4．USB接口

作为常用的接口，USB接口只有4根线（两根电源线，两根信号线），信号是串行传输的，因此USB接口也称为串行口。USB接口的4根线一般是按下面这样的对应关系分配的，即黑线—GND、红线—VCC、绿线—Data+、白线—Data-。USB接口的主要作用是对设备内的数据进行存储或者设备通过USB接口对外部信息进行读取识别；除此以外，USB接口也是做二次开发的有效接口。虽然USB 3.0的技术已经在笔记本电脑等领域应用得非常成熟，但是在仪器领域，受处理速度和架构的影响，多见的还是USB 2.0的技术。

5．无线接口

除了常见的通信接口外，无线连接也是一种非常重要的通信方式。其特点是无实体线连接，传输速率快。有很多仪器设备内部都直接内置了802.11无线接口。可以将仪器与无线路由相连接，或连接到手机的WiFi热点形成组网。

6．多机同步接口

其实多机同步接口不同于上文提到的USB、LAN等常见通信接口，而是功率分析仪类的设备为保证同时测量得到通道数多设计的接口。通过线缆连接两台仪器即可同时测试多路型号，保证信号测试的同步性。

总结：

（1）在对通信速率要求不高、不需要长距离通信、只存在一台主机、一台仪器的场合下，使用串口可以更快地开始测量。

（2）在需要与校准源、信号发生器等仪器同时连接，且它们均提供GPIB接口时，可以将设备的通信方式改为GPIB，组成小型网络。

（3）以太网接口是我们所推荐的连接方式。短距离通信时，可以用一根双绞线直接与工控机或笔记本电脑相连。远距离通信时，还可以增加交换机，实现一台主机控制多个仪器。

（4）在某些特殊场合下不具备进行有线通信的条件时，可以使用致远PA2000 mini、PA8000系列功率分析仪所特有的无线通信接口。例如，某同事与客户在动车牵引车内测量时，就是将功率分析仪、PC主机同时连接到手机WiFi热点上，然后在PC主机上远程无线操作仪器。

（5）PA系列功率分析仪内置FTP服务器，在以太网或无线连接建立后，可以通过PC主机或手机的浏览器进行访问，将仪器内存储的测量数据直接下载到PC主机硬盘或手机存储空间中。