應用USB與觸控介面技術於身心障礙者用之電腦輔助輸入裝置設計與製作

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(1)國立臺灣師範大學資訊工程研究所碩士論文. 指導教授：吳榮根博士. 應用 USB 與觸控介面技術於身心障礙者用之電腦輔助輸入裝置設計與製作 Computer Assistive Input Device Using USB and Touch Screen Interfaces For Users With Disabilities. 研究生：呂宗穎中華民國. 一○一. 年. 撰六. 月.

(2) 摘要本研究針對身心障礙者使用電腦時，較常用的功能進行整合，相較於市面上多數的輔具，多為專注於特定、單一需求而設計，提供屬於身心障礙者適用的通用性之電腦輔具裝置。將鍵盤及滑鼠整合至一複合性裝置中，利用液晶螢幕及觸控面板將以往的實體按鍵虛擬化，藉此在相容尺寸的面積下，容納更多的按鍵。我們改以方向鍵的方式控制滑鼠游標，使用者只需要點擊，無需對滑鼠游標進行拖曳，使得手部對於拖曳行為有困難的使用者，經由本系統也能輕鬆操作電腦。除了觸控鍵盤之外，針對重度行動困難的使用者，另外發展出掃描模式，利用計時器不斷變更液晶螢幕上的選取標的，再以開關輸入發送選取信號，使用者不需要移動手指去尋找按鍵，只需要以開關輸入作確認動作即可，就算使用者只能進行簡單的點頭、眨眼行為，也可以利用此模式操作電腦。. 關鍵字：輔具、電腦輔具、觸控、USB. i.

(3) Abstract In this study, the common functions of computer input devices are integrated in the proposed computer assistive input system. Compared to other assistive devices which are designed for a specific need, the proposed system is developed to cater for generic disability needs. The keyboard and the mouse were integrated into a single composite device, whereby the LCD and the touch panel were used to implement the virtual input devices. By doing so, more keys can be accommodated in a small area. We use arrow keys to displace the mouse cursor instead of using the conventional drag method. The modifications allow a person with a hand disability to operate the keyboard and the mouse in a different but easier manner. A scan mode function is also incorporated into the touch style keyboard to assist heavily disabled users. Keys are periodically scanned by reversing its color as the candidate to be inputted. The users can select the desired key by activating a switch when it is shown as the candidate. With the system, people with disabilities can use the computer easily.. Keyword : Assistive Input Device, Touch panel, USB ii.

(4) 謹獻給最疼我的阿公、阿嬤、爸爸、媽媽和所有愛我以及我愛的人。. iii.

(5) 誌. 謝. 時間過的很快，轉眼兩年就過去了，感謝吳榮根老師這兩年間的教導，在研究過程中，老師總是在我遭遇到困難時，給予我明確的方向，且耐心地等待我消化，讓我也在這兩年學到了自我時間管理，和進度規劃，謝謝老師，我很開心我在師大的這兩年，能作您的學生，也希望老師身體健康、永遠心情愉快！另外我要感謝葉耀明老師和張原豪老師，謝謝兩位老師抽空替我審閱論文，讓我的論文更臻完善。接著要感謝的是黃賢卿老師，雖然跟老師學習時間只有短短半年，但還是十分感謝老師，如果不是老師的教導，在跨考研究所的路上勢必會加倍艱辛，雖然很遺憾的老師在前些日子已經離開了我們，但我想受過老師指導的同學們都不會忘記您的教誨。感謝俊傑、琢琛學長在我初入實驗室帶我熟悉環境，感謝韋德、胡禎、麟鈞、競永、永倫、惠迪、冠緯、明憲、瀧濱、芝華、欣紘、彥諄、如岑、鄧鈞、怡嫺、書淵、偉嘉、知穎、家祥…以及其他實驗室以及大學部同學們的陪伴，感謝你們讓我在師大的兩年可以這麼熱鬧。最後我要感謝一直陪伴我的家人、朋友，瓊尹、昀庭、振興、景富、家豪、桂忠、宇軒、家祥和良友還有其他所有來不及提到的所有朋友們，真的謝謝你們。宗穎 2012 年 6 月 iv.

(6) 目錄附圖目錄..................................................................................................................... viii 附表目錄........................................................................................................................ xi 第一章緒論................................................................................................................... 1 1.1.. 研究背景與動機......................................................................................... 1. 1.2.. 研究架構..................................................................................................... 2. 1.3.. 論文內容介紹............................................................................................. 3. 第二章文獻探討........................................................................................................... 4 2.1.. 肢體障礙之定義與類型............................................................................. 4. 2.2.. 為肢體障礙者設計之電腦輸入裝置....................................................... 11. 2.3.. 結語........................................................................................................... 15. 第三章系統硬體討論................................................................................................. 16 3.1.. 硬體架構................................................................................................... 16. 3.2.. 硬體架構-中心部分 ................................................................................. 17. 3.3.. 3.2.1.. 硬體元件及功能........................................................................... 18. 3.2.2.. 電路及驅動方式........................................................................... 19. 硬體架構-畫面顯示部分 ......................................................................... 20 3.3.1.. 硬體元件及功能........................................................................... 21 v.

(7) 3.3.2.. 電路及驅動方式........................................................................... 22. 3.4.. 硬體架構-輸入功能部分 ......................................................................... 25. 3.5.. 硬體架構-與個人電腦連接介面 ............................................................. 28 3.5.1.. USB 硬體介紹 .............................................................................. 29. 3.5.2.. I2C 匯流排電路及驅動方式 ........................................................ 29. 第四章系統軟體討論................................................................................................. 30 4.1.. 4.2.. 4.3.. 軟(韌)體功能總覽 .................................................................................... 31 4.1.1.. 軟韌體架構................................................................................... 31. 4.1.2.. 系統運作流程............................................................................... 32. USB 傳輸控制 .......................................................................................... 36 4.2.1.. I2C 通訊協定 ................................................................................ 36. 4.2.2.. USB-HID 架構與列舉過程 ......................................................... 39. 4.2.3.. 鍵盤、滑鼠-HID 通訊協定 ........................................................ 45. 液晶顯示功能........................................................................................... 47. 第五章盤面排版及功能介紹..................................................................................... 49 5.1.. 功能概述................................................................................................... 49. 5.2.. 一般輸入法盤面規劃............................................................................... 52. 5.3.. 上網功能頁盤面規劃............................................................................... 55. 5.4.. 文書功能頁盤面規劃............................................................................... 58 vi.

(8) 5.4.1.. 盤面介紹....................................................................................... 58. 5.4.2.. 文書盤面各功能解說及圖例....................................................... 59. 5.5.. 繪圖功能頁盤面規................................................................................... 64. 5.6.. 符號功能頁盤面規劃............................................................................... 69. 5.7.. 實作注意事項........................................................................................... 71. 5.8.. 使用實例................................................................................................... 72. 第六章. 5.8.1.. 上網功能示範............................................................................... 72. 5.8.2.. 文書功能示範............................................................................... 76. 5.8.3.. 繪圖功能示範............................................................................... 80. 結語與未來方向........................................................................................... 83. 6.1.. 結語........................................................................................................... 83. 6.2.. 未來方向................................................................................................... 83. 參考文獻....................................................................................................................... 84 附錄 A 系統電路圖 ..................................................................................................... 86. vii.

(9) 附圖目錄圖 1-1. 研究架構圖 ................................................................................................. 2. 圖 3-1. 硬體架構方塊圖 ....................................................................................... 16. 圖 3-2. 控制及資料中心架構 ............................................................................... 17. 圖 3-3. 畫面顯示部分之架構圖 ........................................................................... 20. 圖 3-4. LCD Controller 初始化程式片段 ............................................................. 24. 圖 3-5. 輸入功能之硬體架構圖 ........................................................................... 25. 圖 3-6 4 線式電阻式觸控面板材料分解圖 ........................................................ 26 圖 3-7. 觸控訊號控制器 ADS7843 示意圖 ......................................................... 27. 圖 3-8. 與個人電腦連接介面之硬體架構圖 ....................................................... 28. 圖 4-1. 軟(韌)體系統架構圖................................................................................. 31. 圖 4-2. 系統運作主流程圖 ................................................................................... 32. 圖 4-3 主程式虛擬碼 ............................................................................................. 33 圖 4-4. 掃描模式的有限狀態機 ........................................................................... 34. 圖 4-5. I2C 寫入資料虛擬碼 ................................................................................. 38. 圖 4-6. 單一及複合式裝置的描述元比較 ........................................................... 40. 圖 4-7 HID 裝置列舉過程示意圖 ....................................................................... 41 圖 4-8. 報告描述元與報告容量設定不符時所造成之裝置無法辨識 ............... 42 viii.

(10) 圖 4-9. 介面描述元設定值與裝置實際辨識結果比較 ....................................... 43. 圖 4-10. 傳送鍵盤組合鍵之封包格式及虛擬碼 ................................................. 46. 圖 4-11. 傳送滑鼠狀態之封包格式及虛擬碼 ..................................................... 46. 圖 4-12. LCD 清空畫面虛擬碼 ............................................................................ 48. 圖 5-1. 盤面四大區塊配置圖 ............................................................................... 49. 圖 5-2. 快速功能區按鍵配置圖 ........................................................................... 50. 圖 5-3. 頁面切換區按鍵配置圖 ........................................................................... 50. 圖 5-4. 滑鼠功能區按鍵配置圖 ........................................................................... 51. 圖 5-5. 英數小寫盤面圖 ....................................................................................... 52. 圖 5-6. 英數大寫盤面圖 ....................................................................................... 53. 圖 5-7. 注音輸入法盤面圖 ................................................................................... 54. 圖 5-8. 倉頡輸入法盤面圖 ................................................................................... 54. 圖 5-9. 上網功能頁盤面圖 ................................................................................... 55. 圖 5-10 常用上網功能與 Chrome 瀏覽器位置對照圖 ........................................ 57 圖 5-11 文書功能頁盤面圖 ................................................................................... 58 圖 5-12 全段落向右縮排(Ctrl + M)示意圖........................................................... 60 圖 5-13 除首行外，段落向右縮排(Ctrl + t)示意圖 ........................................... 61 圖 5-14 首行向右縮排(Tab)示意圖 ....................................................................... 61 圖 5-15 單倍行距示意圖 ....................................................................................... 62 ix.

(11) 圖 5-16 1.5 倍行距示意圖 ...................................................................................... 62 圖 5-17 雙倍行距示意圖 ....................................................................................... 63 圖 5-18 換行(左圖)與換頁(右圖)鍵比較圖 .......................................................... 63 圖 5-19 不同版本之小畫家介面比較 ................................................................... 64 圖 5-20 新版小畫家的第一階快捷鍵選單 ........................................................... 65 圖 5-21 檔案功能表及其子選單架構 ................................................................... 66 圖 5-22 小畫家常用功能表 ................................................................................... 67 圖 5-23 繪圖功能頁盤面圖 ................................................................................... 68 圖 5-24 符號功能頁盤面圖 ................................................................................... 69. x.

(12) 附表目錄表格 3-1. 微控制器基本屬性表 ........................................................................... 18. 表格 3-2. 記憶體操作對象之指令及解碼器選擇信號表 ................................... 19. 表格 3-3. 各顯示功能元件之用途 ....................................................................... 21. 表格 3-4. LCD 控制器 OKI MSM6255 各暫存器之初始值說明 ....................... 23. 表格 3-5. 本系統於不同操作模式下的輸入輸出方式 ....................................... 25. 表格 4-1 Pilips PDIUSBD11 I2C 實體位址一覽表 ............................................. 36 表格 4-2 SCL/SDA 線的狀態與信號關係表 ...................................................... 37 表格 4-3 USB-HID Keyboard Usage Report 格式 .............................................. 45 表格 4-4 USB-HID Keyboard Usage Report 鍵盤按鍵狀態位元組內容定義 (第一位元組) .................................................................................................... 45 表格 4-5 USB-HID Mouse Usage Report 格式 ................................................... 46 表格 5-1. 上網功能頁各項功能鍵說明 ............................................................... 56. 表格 5-2. 文書功能頁各項功能鍵說明 ............................................................... 59. 表格 5-3. 新版小畫家第一階層快捷鍵 ............................................................... 65. 表格 5-4. 上網頁功能鍵示範 ............................................................................... 72. 表格 5-5. 文書頁功能鍵示範 ............................................................................... 76. 表格 5-6. 繪圖頁功能鍵示範 ............................................................................... 80 xi.

(13) 第一章緒論 1.1. 研究背景與動機隨著網際網路的普及、深化並逐漸融入日常生活之中，從前被視為加分技能的資訊應用能力，到了今天，已經幾乎成為現代人理所當然應該具備的能力。但相對於一般健康的使用者，肢體障礙者的電腦世界，卻仍充滿阻礙，其原因很多，其中最主要是因為個別肢體障礙條件差異性極大，無法如一般使用者制定出統一的操作規範，而肢體障礙者對於各種操作方式的適應能力也不如一般使用者靈活，在限制條件多，個別數量卻少的情形下限制了利益規模，使得各硬體廠商，無法投入太多資源，為肢體障礙者設計專屬的操作環境。針對肢體障礙者所遭遇的難題，目前市面上已經提出了許多為電腦輸入設計的輔具，不同的功能取向的電腦輔具配合不同的肢體障礙情形，但當使用者本身具有不只一類的肢體障礙時，這些單一功能取向的電腦輔具顯的不合時宜，使用者往往需要同時操作兩個以上的電腦輔具，不但增加了硬體成本，甚至增加了操作難度，違背電腦輔具最初設計之立意。本研究希望藉此為多重肢體障礙者找到成本合理的複合性解決方案。. 1.

(14) 1.2. 研究架構. 研究目的. 設計適合身心障礙者使用之複合性輸入裝置. 研究問題. 如何利用觸控式螢幕設計適合之複合性輸入裝置. 研究子題. 為以與電腦溝通方式作. 依字母排、列字根順序. 理為軟以設體計常之用、依快文據速書、鍵處. Windows Browser. 體為單依晶據片之硬. 掃描式輔助鍵盤. USB Protocol. 以. 8051. 研究設計. 觸控式輔助鍵盤. 「「將表盤按「方面鍵按式排功鍵列能圖實」作以」形與」查. 研究開發. 觸控鍵盤及滑鼠之複合式USB輸入裝置整合. 研究結論. 結論未來發展. 圖 1-1. 以為按控鍵制取滑代鼠拖方曳式，作. 研究架構圖. 圖 1-1 為本研究的研究架構圖，我們以設計一個適合身障者使用的電腦輔助 2.

(15) 輸入裝置為目標及問題，接著將研究問題拆為如何設計一般觸控模式的裝置，以及如何設計只需開關信號，即可操作的掃模模式裝置兩個子題，接著依序探討如何以 8051 微控制器搭配觸控、USB 通信協定來實作鍵盤功能，並設計適當的盤面功能及按鍵大小，以及為了簡化滑鼠操作，將拖曳式滑鼠改以方向鍵取代，最後整合常用的文書、繪圖、上網軟體，將常用功能實作為按鍵，以期使用者能以最少的按鍵選取，完成所欲達到的目的。. 1.3. 論文內容介紹本論文各章節編排如下：第一章為緒論，本章描述本研究之背景動機、研究架構及論文章節編排。第二章為文獻探討，由肢體障礙的定義、分類開始，探討肢體障礙與電腦輔具間的相互關係，並介紹前系統設計的優缺點。第三章詳述本系統之硬體設計之架構、原理第四章介紹軟體設計之架構及理念。第五章為結論及未來方向，提出設計過程所遭遇之問題，與系統未來發展之方向。. 3.

(16) 第二章文獻探討 2.1. 肢體障礙之定義與類型根據我國《特殊教育法》第三條所述，因生理或心理之障礙，經專業評估，具備有特殊的學習需求者，是為身心障礙者。其中身心障礙者又作下列十二種分類。智能障礙、視覺障礙、聽覺障礙、語言障礙、肢體障礙、身體病弱、情緒行為障礙、學習障礙、多重障礙、自閉症、發展遲緩及其他障礙，共計十二種分類。雖然在《特殊教育法》中，肢體障礙者被概括性地歸納為一個教育對象類別，但其實肢體障礙這個類別含蓋了許多個別差異很大的子類別。在教育部特教小組所編寫的《肢障學生指導手冊》 (許天威，民 89) 中，將肢體障礙 (The orthopedically impaired)再分為神經系統異常、肌肉骨骼畸形兩大類。一、神經系統異常 (Disorders of the nervous system) (一) 腦性麻痺 (Cerebral palsy) 由長庚醫院護理部兒科門診所編印的《腦性麻痺手冊》認為，腦性麻痺並非疾病，而屬於症候群 (Syndrome)的一種，如同發燒、流鼻水一般，是伴隨某種疾病而出現的其中一種病徵。. 4.

(17) 而腦性麻痺的主要成因是因為腦部出現運動中樞機能異常，依照發病時間，又分作先天、後天及出生時障礙三種： 1.. 先天性腦性麻痺：各種原因造成的「胎兒期」腦部發育異常。. 2.. 後天性腦性麻痺：三歲以前幼兒罹患腦炎、脊髓炎等病變。. 3.. 出生時障礙：如難產、氧氣不足、新生兒嚴重黃疸等。《肢障學生指導手冊》(許天威，民 89)依患者之動作特徵將腦性麻痺分為：. 1.. 痙攣形(Spasticity)：大約佔腦性麻痺個案的 50~70%，因大腦中的「運動皮質區」 (Motor cortex)與錐體束(Pyramidal tracts)損傷，使得肌肉伸張 (Stretch reflex)功能亢進，使得肌肉不斷產生痙攣現象。. 2.. 手足徐動形(Athetosis)：大約佔腦性麻痺個案的 25%，主因為「基底神經節」(Basal ganglia)及「錐體束外圍」(Extra pyramidal tracts)受損。使得隨意肌(Voluntary muscle)不再隨人體意識而自行運動，尤其以四肢肌肉無法控制地產生抖動最為明顯。一般腦性麻痺者，約有 75%以上是上述兩者之一。. 3.. 運動失調形(Ataxia)：佔腦性麻痺者的 25%，動作特徵為全身性的協調、平衡出現缺 5.

(18) 陷，以及對於空間、方向感覺發生障礙。 4.. 僵直形(Rigidity) 因肌肉中樞神經損傷，產生四肢僵直，在肌肉從事被動動作時，如以外力改變四肢狀態時，有很大的阻力，促使肌肉狀態不被改變。. 5.. 震顫形(Tremor) 部分肌肉無法控制，致使肌肉產生規律性抖動，有別於徐動形患者的不規律性抖動。. 6.. 低張力形(Hypotonia) 肌肉張力小，無法產生自發性動作。. 若將受麻痺牽連之身體部位作分類，則有： 1.. 單肢麻痺(Monoplegia) 四肢中，僅有一肢出現麻痺，在腦性麻痺病例中，屬於較少見之情形。. 2.. 半身麻痺(Hemiplegia) 身體之右半或左半部側邊的手臂與腿部產生麻痺。. 3.. 下肢麻痺(Paraplegia) 雙腿癱瘓，以痙攣形患者為主。. 4.. 四肢麻痺(Quadriplegia) 6.

(19) 四肢皆麻痺，徐動形的案例皆為四肢麻痺。之項以上的四類，為較常見的麻痺情形。三肢麻痺(Triplegia). 5.. 通常是雙腿及某一手臂產生麻痺。下肢重度麻痺(Driplegia). 6.. 四肢麻痺，但下半身較為嚴重，痙攣形患者為主。 (二) 脊髓灰質炎(Poliomyelitis) 也就是俗稱的小兒麻痺症，神經細胞因濾過性病毒侵入脊髓的灰質部分造成損傷而導致，通常伴隨肌肉酸痛、全身無力、麻痺痙攣等情形，若病後調養不當，甚至可能骨骼變形，自沙克、沙賓疫苗普遍接種後，已漸漸絕跡，雖然我國自民國八十九年開始正式由全球小兒麻痺國家中除名，代表著已不再有新病例的產生，但在我們的社會當中，還有許多因為此疾病而造成肢體障礙的個案需要社會的關心。感染小兒麻痺症的初期症狀有噁心、倦怠、頭痛甚至是無症狀，只有約１％的病例會麻痺，出現麻痺的小兒麻痺症(Paralytic polio) 又分三種型態(陳俊成，莊奇容，民 96)： 1.. 脊髓性小兒麻痺(Spinal polio)：佔 79%病例，特徵是不對稱麻痺，通常出現於小腿。 7.

(20) 延髓性小兒麻痺(Bulbar polio)：. 2.. 佔 2%病例，由腦神經支配的肌肉會產生衰弱。綜合性小兒麻痺(Bulbarspinal polio)：. 3.. 綜合上述兩種病徵，佔 19%。小兒麻痺症惡化期分為兩段，一為潛伏期之後的急性期，二為發病後的三十到四十年左右，稱為後小兒麻痺症候群(Postpolio Syndrome)，有些病例會在此階段產生新出現的肌肉、關節虛弱，除上述兩階段外，小兒麻痺症被認為是不會持續惡化的疾病。 (三) 痙攣異態(Convulsive disorders) 俗稱癲癇(Epilepy)，依發作時的程度分為：重度癲癇(Grand mal)及輕度癲癇(Petit mal)，重度發作時，會失去知覺，肌肉緊張而震顫，全身肌肉抽搐二到五分鐘，輕度發作時，瞬間喪失肌肉知覺三至十秒，或僅僅眼球成凝視狀即恢復正常。 (四) 脊柱裂(Spina bifida) 脊椎骨裂開，使得脊柱內的神經及其他的髓質流出，而於表面成胞囊狀。裂開處通常在腰部，因此最容易造成下肢癱瘓或大小便失禁。 (五) 多發性神經硬化症(Multiple sclerosis) 因神經系統表層的髓硬化，引起的肌肉無力、四肢痙攣等症狀。 8.

(21) (六) 嚴重腦部外傷(Traumatic brain injury) 腦部硬膜外血腫(Epidural hematomas)、硬膜下血腫(Subdural hematomas)、腦震盪(Concussion)等，部分傷者會產生持久性的肢障。二、肌肉骨骼畸形(Musculoskeletal malformations) (一) 弓形足(Club foot) (二) 脊柱側彎(Scoliosis) (三) 小兒股骨頭缺血性壞死(Legg-Calve'-Perthes Disease) 中醫稱為「骨痿」(陳泰佑，民 98)，多發生於四至八歲兒童，男童較女童的罹患率高出四倍，因血液循環障礙，導致未成熟之股骨頭暫時性的骨頭壞死，目前發病原因不明，臨床表現為無痛性跛行 (Painless limp)，有時伴隨間歇性疼痛式步伐(Antalgic gait)。 (四) 成骨不全(Osteogenesis imperfacta) 俗稱「玻璃娃娃」，骨質遺傳性地易脆裂變形。 (五) 幼年性風濕性關節炎(Juvenile rheumatoid arthritis) 三歲左右至青少年的關節炎患者，目前發病原因不明，患者在初期發病後經過一段時間，關節骨膜發炎，骨液流入關節囊，產生關節性疼痛。 (六) 骨髓炎(Osteomyelitis) 9.

(22) 骨髓因葡萄球菌等細菌侵襲而發炎，產生疼痛、腫大等症狀。 (七) 肌肉萎縮症(Muscular dystrophy, MD) 形成原因不明，症徵為肌肉因蛋白質缺失，細胞、肌肉組織死亡導致肌肉萎縮，又稱肌營養不良症。 (八) 截肢(Amputations) 因後天的原因，造成肢體短缺或骨骼異常。. 10.

(23) 2.2. 為肢體障礙者設計之電腦輸入裝置此節介紹肢體障礙人士常用的幾種替代性電腦輔入裝置，所謂的電腦輸入裝置(Input Device)含蓋甚廣，從最早打孔片(Punched card)到後期的鍵盤、滑鼠、傳統遊戲控制器(Gamepad、Joypad)、內建陀螺儀(Gyroscope) 的 Wii 控制器(Wii remote)、SONY MOVE，還有以攝影機抓取使用者行為動作的設備，如 Microsoft Kinect 及 SONY Eyetoy，以及最常使用在 SmartPhone 上的觸控螢幕等等。上述裝置主要設計對象皆為一般使用者，而專為肢體障礙者所設計的電腦輔具主要有：一、以特殊開關作為輸入介面的裝置因部分肢體障礙者會因為肌肉、關節運動受到限制，因此需要透過單一或是一連串組合式的開關，來與電腦溝通。設計者以事先定義好的操作方式，使不同操作方式代表不同的按鍵意義，例如以手指力道大小或以揉捏方向，來決定不同的功能、及控制方向，使得肢體障礙人士以簡單的操作方式，加以組合為各式各樣的功能意義，其他類似的開關式輸入裝置還有以吹氣、咬合、舌頭頂觸或是由頭部配戴光指器搭配接收器等等(朱經明，86)。二、鍵盤類的輸入裝置鍵盤是一般電腦使用者最常見也最能接受的輸入方式，但因為肢體障礙 11.

(24) 者的運動限制，需要作細部調整，才能適合各別情況的肢體障礙者使用。常見的鍵盤式輔具有以下類別： 1.. 由標準電腦鍵盤修改而來如鍵盤護框，以一種有洞的硬塑膠覆蓋物加裝於標準鍵盤上，使手部肌肉控制不穩定者可避免按壓到非目標按鍵。或是利用增加鍵盤按鍵的顏色對比度、使各按鍵更容易識別也可避免按錯按鍵的情形發生(吳亭芳，民 91). 2.. 放大標準鍵盤按鍵對於手部協調性較差，或是視力方面較弱的使用者，可使用放大按鍵的鍵盤以降低輸入錯誤率。. 3.. 縮小標準鍵盤相對於放大按鍵型的考量，縮小鍵盤則是為了供無法雙手輸入者，或是因其他特殊原因，必需單手控制的使用者使用。. 4.. 以軟體方式輔助輸入的鍵盤上述三類都是由硬體部分作分類，而在目前最常使用的電腦作業系統 Microsoft Windows 中，其實也內建了部分鍵盤輸入協助工具。例如以相黏鍵(Sticky Keys)代替 Ctrl + Alt + Del 等組合鍵，或是以篩選鍵(Filter Keys)加長按壓時間，以判斷是否為有效輸 12.

(25) 入的模式，降低使用者經常因為誤觸按鍵。(李天佑等，91) 三、滑鼠類的輸入裝置因目前電腦的操作環境皆已圖形化，因此如滑鼠這類的指向性輸入裝置便顯得更加重要，但相對於鍵盤輸入只需作按壓動作，滑鼠控制需要精確的定位，就連初接觸電腦的使用者，都不能輕易的完全掌握，因此對於部分肢體障礙者來說，滑鼠是另一個更難挑戰的工具。以下介紹除一般的標準滑鼠之外，目前常見的幾種替代型滑鼠 1.. 軌跡球有別於一般標準滑鼠，軌跡球裝置本身並不移動位置，而是利用使用者的手指撥動球體，藉以移動螢幕上的指向標置，達到控制的目的，對於手部關節活動不便，但手指運作正常的使用者，是一個不錯的替代方案。. 2.. 嘴控滑鼠以嘴部能作出的動作替代手部操作的標準滑鼠，通常是以嘴部動作控制上下存右，吹吸方式代替滑鼠的左鍵右鍵。. 3.. 眼控滑鼠利用紅外線、追瞳器等技術，偵測使用者眼部動作，替代滑鼠功能，相較於手部操作的滑鼠，眼控滑鼠顯得更為直覺 (林宸生，民 91)。. 4.. 單鍵、開關滑鼠 13.

(26) 利用開關時間長短，來定義滑鼠的指向方向和按鍵信號(葛凱文，民 91)，或是利用按鍵方式取代拖曳式的滑鼠。 5.. 軟體方式模擬滑鼠鍵 Microsoft Windows 中對於滑鼠操作也有提供協助工具，可以使用鍵盤數字鍵的部分，代替滑鼠游標移動的控制，另外可以調整滑鼠游標移動的速度使得使用者對滑鼠的掌握程度更高(李天佑等，民 91)。. 其他輸入裝置除了上述幾種裝置，還有近來在手持裝置上愈來愈普遍的觸控式螢幕輸入、摩斯碼輸入、以及語音辨識系統，如 Apple 公司的產品「Siri」、 IBM 公司的「ViaVioce」等。. 14.

(27) 2.3. 結語前兩節中，討論了肢體障礙者的分類，和其所遭遇到的困難，並針對各別肢體障礙常遇到的問題，提出了各種目前常見的解決方案，雖然目前各式替代性輸入裝置眾多，但多是以單一肢體障礙者為出發點的客製化產品，是故本研究希望能藉此發展出一套兼顧價格與便利性考量，且經過細部調整後，便能符合各種情形的肢體障礙人士的通用型替代輸入裝置。. 15.

(28) 第三章系統硬體討論以 Philips P80C32UBPN 為控制中心，配合週邊的觸控、顯示、資料儲存區，以及與電腦溝通的 USB 介面，構成本研究的硬體系統。. 3.1. 硬體架構. Touch panel module. I2C. /4. 2. /. Serial port Timer. /. 4. ALE. 256 bytes RAM. SPI. Touch Panel controller TI ADS7843. /RD. /8. P2 /WR. /PSEN. /. P0. Latch 74LS373. MCU Winbond W78E52BP-40. MCU Philips P80C32UBPN. /. USB controller Philips PDIUSBD11N. PC USB port. LCD controller OKI MSM6255. LCD 640*480 9.4" LCD. Data 8. 8. /. Addr 16. /. 5 開關輸入. decoder 74LS138. /. 4. 2. 1. 64K bytes ROM Code memory. 64K bytes Display RAM. 0. 128K bytes External ROM Font memory. Touch Panel. 圖 3-1. 硬體架構方塊圖. 圖 3-1 硬體架構圖顯示，以 8032 微控制器為中心，搭配各兩組的輸出輸入裝置，以及其他週邊 IC，形成本系統的主體架構。以下各節，將對於硬體架構中的各部分作詳細介紹說明。. 16.

(29) 3.2. 硬體架構-中心部分. Data 8. Font memory Winbond W29C110A. /. MCU(8032) Philips P80C32UBPN. Latch 74LS373. P0. 128K bytes ROM font memory. ALE. /. P2. 8. /. 8. External EEP-ROM Winbond W27C512-45. /WR. 16 ADDR. /. 256 bytes RAM Data memory. 64K bytes ROM Code memory. /RD /PSEN. /. 5. decoder 74LS138 2. 1. 64K bytes Display RAM. 0. 圖 3-2. LCD controller OKI MSM6255. 控制及資料中心架構. 圖 3-2 中，以 8032 為控制中心，搭配兩顆 ROM，其一為 64K bytes 的外接程式記憶體，儲存所有的程式片段，以及除了字型以外的所有靜態資料，程式記憶體之外的另一顆 ROM 為字型記憶體，儲存了盤面上可能用來顯示的所有圖形，顯示記憶體的所有的資料，則是經由 LCD 控制器，用來動態更新 LCD 畫面之用，除了內部的資料記憶體以及外部程式記憶體外，其餘如字型記憶體、顯示記憶體以及 LCD 控制器，皆可視為外接式的 RAM 來存取，共用同一支指令，因此另外增加解碼器(Decoder)作為區分指令操作對像之用。. 17.

(30) 3.2.1. 硬體元件及功能. 表格 3-1. 微控制器基本屬性表. 製造商. Philips. 型號. P80C32UBPN 無. 程式記憶體容量. 外接 64K bytes 的 Winbond W27C512-45 為程式記憶體. 資料記憶體容量一般功能輸出/輸入埠數. 256 Bytes 4 組(共 32 支腳位). 計時計數器數. 2組. 串列通訊埠. 全雙工 UART. 如上表所示，微控制器(Mirco Controller Unit , MCU)為主控本系統的中心，採用的是高穩定性且成本較低的 MSC-51 系列的控制器，選用的 Philips P80C32UBPN 控制器，內部包含 256 bytes 的資料記憶體(Data Memory)並且外接 Winbond W27C512-45 64Kbyte 的程式記憶體(Code Memory / Program Memory)。資料記憶體，用來儲存執行過程(Run-time)中需要的變數，程式記憶體，則儲存靜態資料(Static data)，如程式指令、各種函數(Function)、中斷處理常式 (Interrupt service routine , ISR)等。此外，控制中心的部分，還額外增加了外部記憶體，以 128K bytes 的電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM)作為液晶畫面顯示的字型儲存處，因 EEPROM 具有斷電後不揮發的特性，因此十分適合用來儲存執行過程中，不需要被改變的字型檔。 18.

(31) 3.2.2. 電路及驅動方式. 微控制器利用兩組一般功能輸出輸入埠(GPIO port, Generial Purpose Input Output Port)，作為 LCD controller、外接程式記憶體、顯示記憶體共用的位址及資料匯流排，其中 Port 0 作為資料線之外，同時也和 Port 2 一同作為位址線，並利用解碼器 74LS138 作為晶片選擇(Chip Select)信號，藉以切換操作對象。在存取程式記憶體過程中，微控制器將程式計數器(Program Counter)暫存器的值，擺到 P0、P2 後，送出 RD 及 PSEN 信號，外部程式記憶體收到信號後，再經由 P0 將運算碼(Operation code)回傳給微控制器。表格 3-2. 記憶體操作對象之指令及解碼器選擇信號表. 存取指令. 操作對象. 解碼器信號. mov. 內部 256 bytes 資料記憶體. --. movc. 外部 64K bytes 程式記憶體. --. movx. 顯示記憶體. 0x00. 字型記憶體. 0x01. LCD 控制器. 0x02. 如表 3-2 所示，除使用 mov 及 movc 指令時，不需要解碼器信號，微控器便能自動找到操作對象，進行存取。但若使用 movx 存取記憶體時，便需要解碼器選擇信號，才能選到正確的操作對象並予以存取。. 19.

(32) 3.3. 硬體架構-畫面顯示部分. Data 8. /. MCU(8032) Philips P80C32UBPN. Font memory Winbond W29C110A. Latch 74LS373. P0. 128K bytes ROM font memory. ALE. /. /. P2. 8. 8. /WR. /. 16 ADDR /RD /PSEN. /. 5. decoder 74LS138 2. 1. 64K bytes Display RAM. 0. 圖 3-3. LCD controller OKI MSM6255. LCD 640*480 9.4" LCD. 畫面顯示部分之架構圖. 由圖 3-3 所示，顯示功能區塊是由微控制器、液晶控制 IC、字型記憶體、畫面顯示記憶體及液晶螢幕所組成。利用 LCD 控制器將顯示記憶體內的資料，依照對應位置，點亮液晶，便完成畫面的更新。. 20.

(33) 3.3.1. 硬體元件及功能. 表格 3-3. 各顯示功能元件之用途. 元件名稱. 功用. 微控制器. 依程式要求，將欲顯示的位元資料及字型由字型記憶體搬移至顯示記憶體中. 解碼器. 選擇微控制器存取對象. 顯示記憶體. 儲存目前 LCD 所顯示的資料以一個位元對應一個 LCD 顯示點的方式一一對應. 字型記憶體. 儲存所有功能鍵的圖形，供微控器讀取使用. LCD 控制器. 將顯示記憶體中的資料更新到 LCD 上. 表 3-3 用來說明在顯示過程中，各元件其負責的工作及用途。液晶螢幕的尺寸為 9.4 吋，解析度為 640*480，單色，共有 307,200 個點，每一個液晶成像點的亮或暗，以一個位元(bit)表示，共有 38,400 個位元組(bytes)，而顯示記憶體(display memory)中，前 38,400 個位元組，便與液晶螢幕中的每一個成像點，一一對應。顯示控制器(OKI MSM6255)主要的工作是作為微控制器與顯示記憶體、液晶螢幕之間的溝通。在顯示控制器中，藉由設值於暫存器，可作液晶螢幕每秒掃描的次數、液晶為文字或繪圖模式等設定。每隔一段間隔時間，顯示控制器便會將顯示記憶體中的資料，取出並顯示於液晶螢幕上，當前後兩次取樣時，顯示記憶體內的資料未更新，則畫面看起來就會像是保持靜止一般，反之，若需要變更畫面，只需將欲顯示的圖形資料，讀取至顯示記憶體中的對應位置即可。 21.

(34) 3.3.2. 電路及驅動方式. 電路的部分，資料匯流排依然是微控制器的 Port 0，而位址線也仍然是共用微控制器的 Port 0 及 Port 2，並以解碼器選擇操作對象。在初始化的過程中，首先以解碼器選擇顯示記憶體，並把其中的資料全部清為 0xff，以此將 LCD 畫面清空。接著解碼器選擇 LCD 控制器對其作初始化，OKI MSM6255 中共有 1 個指令暫存器、1 個資料暫存器及 9 個屬性暫存器，通電後，依序對位址為 0x00 的指令暫存器寫入不同的指令，便會將位址為 0x01 的資料暫存器內的資料寫入對應的屬性暫存器，便完成初始化。初始化完成後，便可利用 LCD 控制器 DIEN 腳位，開啟及關閉 LCD 更新，在寫入新資料到顯示暫存器時，必需先暫停對 LCD 的更新，直到資料寫入完畢之後，才重新開啟更新功能。. 22.

(35) 表格 3-4. LCD 控制器 OKI MSM6255 各暫存器之初始值說明. 暫存器名稱. 指令暫存器 (位址 0x00). 資料暫存器 (位址 0x01). 說明. Mode control register. 0x00. 0x7b. 4-bit 平行輸出、圖形模式. Character pitch register. 0x01. 0x07. 以 8-bit 為顯示單位. Horizontal character number register. 0x02. 79. 水平方向共有 80 個顯示單位. Duty number register. 0x03. 239. 垂直方向共有 480 個顯示點. Cursor from register. 0x04. --. Start address register (lower). 0x05. --. Start address register (upper). 0x06. --. 皆為文字模式之所屬暫存器. Cursor address register (lower). 0x07. --. Cursor address register (upper). 0x08. --. 表 3-4 中，記錄了 OKI MSM6255 液晶控制器，在使用前作初始動作時，需要設用的暫存器，依照圖形模式及文字模式兩種工作模式，需要作初始化的暫存器各有不同，本研究是以圖形模式工作，顯示範圍為 640*480 個液晶點座標。. 23.

(36) 圖 3-4. LCD Controller 初始化程式片段. 圖 3-4 為本研究的程式片段，內容以組合語言撰寫，利用唯二的兩組可定址暫存器，對所有欲作初值設定的暫存器作設定。. 24.

(37) 3.4. 硬體架構-輸入功能部分 Touch panel module. MCU Winbond W78E52BP-40. /. 4. 2. /. SPI. MCU Philips P80C32UBPN. Serial port. P3.3 (INT1). 開關輸入. Timer. Touch Panel controller TI ADS7843. Touch Panel. 圖 3-5. 表格 3-5. 輸入功能之硬體架構圖. 本系統於不同操作模式下的輸入輸出方式. 操作模式. 輸入方式. 輸出方式. 觸控模式. 觸控面板. LCD、USB. 掃描模式. 開關輸入. LCD、USB. 一個系統，必需有基本的輸入及輸出功能，如液晶螢幕即為本系統的輸出功能之一，另外還有像是以 USB 介面與電腦溝通，如圖 3-5 及表 3-5 所示，在本系統中，輸入行為主要由兩種方式構成，一者為觸控面板，二者為開關輸入，觸控模式下，使用者所有的操作行為都經由觸控面板發起，開關輸入則是使用於掃描. 25.

(38) 模式中，用以選取目前畫面上被標示的功能，在掃描模式中，會啟動計時器(Timer)，在固定間隔時間內，循環切換同一階層的功能鍵。開關輸入可以各種型式之開關實作，以符合各種不同的使用者情形，例如以眨眼方式或吹氣方式控制的開關，本研究中是以微動開關實作開關輸入。無論是以開關輸入或是以觸控面板作為輸入，都會觸發中斷。圖 3-6 以及圖 3-7 所示，當觸控面板被觸碰時，觸控面板會對觸控面板控制器，產生不同電位的類比訊號( Analog Signal)，觸控面板控制器將此類比信號，轉為數位信號(Digital Signal)，也就是觸控板上的座標位置後，傳給觸控模組中的微控制器(W78E52BP)， W78E52P 與系統的主微控制器(P80C32UBPN)形成主從模式(master-salve mode)，當從端(slave side)的 W78E52BP 收到觸控數位信號後，便以 serial port 的 Tx 將訊號送給主端(master side)的 P80C32UBPN，並產生 Rx 中斷，用來處理收到的信號，及後續按鍵判讀、發送的行為。. 圖 3-6. 4 線式電阻式觸控面板材料分解圖 26.

(39) 圖 3-7. 觸控訊號控制器 ADS7843 示意圖. 當進入掃描模式後，除了開關輸入外，系統會關閉其他的輸入方式，每次按下開關輸入後，會產生一個中斷，同樣於中斷發生後，計算目前標示的按鍵功能後，將對應的功能，向電腦輸出，並改變液晶上的顯示畫面。. 27.

(40) 3.5. 硬體架構-與個人電腦連接介面. I2C MCU Philips P80C32UBPN. interrupt SCL SDA GND. 圖 3-8. USB USB controller Philips PDIUSBD11N. VCC D+ D-. PC USB port. GND. 與個人電腦連接介面之硬體架構圖. 本系統採用的輸出介面為 Universal Serial Bus (USB)，與 PS/2 介面相比，最大的優點在於，USB 介面允許裝置具有隨插即用的功能，亦即將裝置接上電腦後，無需重新啟動電腦，即可開始使用。此外，在本系統中將鍵盤、滑鼠兩者統一實作於 USB 介面上，利用韌體中的設定，使得電腦端可以得知，目前的訊號是用以控制滑鼠或是鍵盤，避免掉了一個裝置需要兩條傳輸線的不方便。如圖 3-8 所示，8032 微控制器使用 I2C 將資料信號傳給 USB 控制器作轉傳，再由 USB 控制器發出 USB 信號與電腦作溝通。. 28.

(41) 3.5.1. USB 硬體介紹. USB (Universal Serial Bus)，一種為了整合電腦與週邊設備之間各式各樣不同線材的連接介面，支援設備熱插拔(Hot Plugging)、和隨插即用(Plug and Play, PnP)，所謂熱插拔指的是在設備運作中，可直接移除與電腦間的連接線，而隨插即用的特色則是，允許設備在開機啟動之後，才連接到電腦上。此外，USB 裝置還有串接功能，理論上，一部電腦最多可辨識 127 個 USB 設備，種種特色皆是為了簡化電腦主機上各式線材數量、種類而生。 USB 1.0 的規範中，線材是由 4 條線路組成，除了電源(Vcc)與接地(GND)線之外，還有一對資料線(D+/D-)，而 USB 主要就是由這一對資料線彼此的電壓差，來判斷目前的信號種類。. 3.5.2. I2C 匯流排電路及驅動方式. 本次系統採用的 USB 控制器，與主控微控制器間連接的電路，使用的是 I2C (Inter Integrated Circuit)匯流排介面，扣掉中斷及接地兩條信號線，只需要兩條引線：串列資料線(SDA)和串列時脈線(SCL)即可傳送串列資料。 I2C 的韌體驅動部分，請參見第四章部分。. 29.

(42) 第四章系統軟體討論本章介紹軟(韌)體部分的設計結構，系統的使用模式分為一般模式及掃描模式，一般模式使用的輸入介面是觸控面板，而掃描模式使用的則是開關輸入，盤面的部分共分為英數大寫、小寫、注音、倉頡、上網、文書、符號、繪圖等八大分頁，除了傳統鍵盤的基本按鍵外，還配合作業系統及應用程式，實作了許多常用的快捷鍵(組合鍵)，使得不方便使用傳統鍵盤的使用者，有更好的使用者體驗。本系統軟(韌)體的部分，使用的是 ARM 公司的整合開發環境(IDE) µvision 4，採用的語法是 Keil C 結合 inline assembly 的方式，以 C 語言為程式主體，將強調效能的函式部分，以 MCS-51 Assembly 改寫，兼具 C 語言的易維護、優良架構以及 MCS-51 Assembly 的效能。. 30.

(43) 4.1. 軟(韌)體功能總覽 4.1.1. 軟韌體架構身心障礙者用之電腦輔助輸入裝置 Main function. Keyboard & Mouse. LCD display (assembly). USB control. Single grid invert. USB enumeration. Column invert. USB protocol (chap 9). page function table. Row invert. Check R/W interrupt. fonts. Print one page. Fill buffer. Print one Grid. Send buffer. Table Touch mode. Scan mode. Touch ISR. Timer ISR. USB descriptor. Print one byte. 圖 4-1. 軟(韌)體系統架構圖. 如圖 4-1 所示，系統的軟體部分主要分作四個部分，分別是液晶畫面顯示、 USB 傳輸控制、鍵盤滑鼠功能選取、以及靜態資料如字型、每一頁的功能表和 USB 描述元等等。. 31.

(44) 4.1.2. 系統運作流程. 微動開關中斷服務常式. 開啟電源. 觸控開關中斷服務常式. Micro Switch Interrupt Service Routine. Power ON. Touch Interrupt Service Routine. 掃描階層切換/將各階層選擇結果記錄為格座標 Switch Scan State / Recording the result of selection as Grid Coordinate. 將查詢結果以USB送出. 將觸碰值轉換為格座標 Converting the touch value to Grid Coordinate. 初始化液晶螢幕 Initialize LCD setting & Clear Screen. 致能觸控接收埠. 將查詢結果以USB送出. Sending the function code to PC by USB. Enable Serial port interrupt for touch panel singnal. Sending the function code to PC by USB. 依格座標查功能表. 初始化USB控制晶片. 依觸控格座標查功能表. Using Grid Coordinate to Look up function table. Initialize USB controller and enumerate. Using Touch Grid Coordinate to Look up function table. 有. 沒有. Yes. No. 掃描模式或觸控模式. 有選擇結果未處理? Any Unprocessed result of selection ?. Scan or Touch Mode?. 掃描模式. 有觸控未處理? Any Unprocessed Touching ?. 觸控模式 Touch Mode. Scan Mode. 計時器中斷服務常式 Timer Interrupt Service Routine. 計時器累加/切換選取區 Switching the Selection area when every time the timer increase. 圖 4-2. 系統運作主流程圖. 在圖 4-2 中所示，主程式在開啟電源後，進行一連串的初始化動作，陸續將液晶顯示功能、觸控接收功能等設定至定位，並完成 USB 列舉(Enumeration)，使得各週邊硬體皆可立即正常運作。初始化完成後，會進入輪詢迴圈(Polling Loop) ，迴圈先確認目前的輸入模 32.

(45) 式為「觸控模式」或「掃描模式」，若是觸控模式，則不斷的確認是否有未處理的觸控發生，若有，則以觸控點所屬的格座標(Grid Coordinate)，查表得到該頁面此座標位置的對應功能，若為頁面切換鍵，則切換頁面，若為電腦功能鍵，則將查詢結果以 USB 封包送出。. 圖 4-3 主程式虛擬碼. 圖 4-3 為本研究的主程式虛擬碼，在前面的初始化函式結束之後，便進入主迴圈中，預設迴圈為觸控迴圈，不斷的檢查是否有觸控按鍵的功能需要以 USB 傳送，若成立，則查表並執行對應功能，掃描模式亦同。 33.

(46) 計時器中斷，選擇下一頁面. 進入掃描模式. 計時器中斷，選擇下一垂直位置. 計時器中斷，選擇下一水平位置. 頁面決定，進入水平位置選擇狀態. 水平位置決定，進入垂直位置選擇狀態. 水平位置選擇狀態. 頁面選擇狀態. Horizontal Position Selection State. Page Selection State. 選取「離開鍵」返回上一狀態. 垂直位置選擇狀態 Vertical Position Selection State. 1.按鍵選取成功 2.選取「離開鍵」，返回上一狀態. 離開掃描模式. 圖 4-4. 掃描模式的有限狀態機. 系統初始設定為「觸控模式」，點選面板上的「掃描」功能鍵後，才會啟動「掃描模式」，在此模式中，圖 4-4 為掃描模式的有限狀態機，選單共分為三個階層，每個階層為一個選取狀態，第一層選取頁面，第二層選取按鍵水平位置，第三層選取按鍵垂直位置，計時器(Timer)會不斷的在一定間隔時間產生中斷，中斷常式會將被選取的選項，改為同一階層的下一個選項，如頁面階層會在第一頁到第八頁之間不斷輪迴，水平位置階層則不斷在第一欄到第十欄間依序切換。只有按下開關輸入時，才會作狀態切換，否則計時器只會不斷的切換同一狀態之下的不同選項。在第一、二層按下開關輸入，則有限狀態機會進入下一階層，而在第三層按下開關輸入後，若非選取離開鍵，則代表功能選取成功，此時系統會擁有此按鍵的「頁面」、「水平位置」及「垂直位置」，系統會將這三個變數保存，等待主程式輪詢，並以 USB 向電腦送出對應的功能，而有限狀態機則會返回上一層(水平狀態)，使用者可以繼續選取同一頁面的其他按鍵。 34.

(47) 在每個狀態下，都有一個離開鍵，並且都配置在各狀態的第一選項，方便使用者在第一時間決定是否繼續停留在此階層，而在不同階層，按下離開鍵所產生的反應也略有不同，在第一層(頁面狀態)下選取離開鍵，會離開掃描模式，而在第二、三層選取離開鍵，則會返回上一層選單。. 35.

(48) 4.2. USB 傳輸控制 4.2.1. I2C 通訊協定. Philps PDIUSBD11 I2C 介面通訊協定 I2C 引線上，每一個連線到 I2C 介面上的元件，都會有一個獨一無二的位址，使主控端能依照位址傳送指令。 PDIUSBD11 採用的是長度為 7 bits 的位址，共有 2 組位址，一組為資料暫存器位置，一組為指令寫入位置，表 4-1 即為兩種數據資料對應的匯流排位址。寫入數據. 位址(7 bits). 資料(data). 0011 011. 指令(command). 0011 010. 表格 4-1. Pilips PDIUSBD11 I2C 實體位址一覽表. 本系統中，微控制器永遠為「主控」，USB 控制器永遠為「從屬」，主控端(Master) 在 SCL 線產生時脈脈衝，主控兩 IC 間的通訊主動權，而從屬端 IC 需要與主控端 IC 通訊時，則將與主控端 IC 連接的中斷腳位(Interrupt)拉高，等待主控端處理即可。 SDA 線上的資料，只會在 SCL 由低電位提升至高電位，也就是上升邊緣 (Raising Edge)時，才會改變狀態，一般讀取 SDA 線上資料也是在 SCL 的上升邊緣處理。. 36.

(49) 上述的 SDA 上的訊號波形，適用於所有的一般資料，除了：開始及結束訊號兩則例外。 I2C 的 SDA/SCL 兩條線主要有如表 4-2 中所記載的四種信號：表格 4-2. SCL/SDA 線的狀態與信號關係表. 信號名稱. SCL 狀態. SDA 狀態. 開始信號. 高電位. 下降邊緣(Falling Edge). 結束信號. 高電位. 上升邊緣(Raising Edge). 應答信號(Ack). 正常時脈波動. 低電位. 資料信號. 上升邊緣(Raising Edge). 視資料而定. 前面曾經提到，SDA 只有在 SCL 的上升邊緣才被允許改變狀態，因此傳送資料時，接收端會在 SCL 每一個時脈的上升邊緣，讀取 SDA 的狀態，發送端 IC，在傳送完 8bits 資料後，會等待接收端 IC 回覆一個低電位脈衝(Ack)，以瞭解接收是否成功，並視情形決定是否需要傳送下一筆資料。開始信號之後，緊接的是位址位元組，接著便開啟一個交易直到結束信號出現，中間可以出現其他的開始信號，代表重覆不同的交易，若位址為指令位置 (Command address)，則讀寫位元，只能為寫，不能為讀，且接在後面的會是長度 1 至 2 位元組的指令，每個位元組需要一個應答信號。若為資料位址，則讀寫位元需視情況填入，主控端寫入從屬端，填 0，反之為 1，每一個位元組都必需給應答信號，除了最後一個位元組，如此一來，發送端超過一定時間後，便可給予結束信號。多個開始信號可以共用一個結束信號。. 37.

(50) 圖 4-5. I2C 寫入資料虛擬碼. 圖 4-5 是 I2C 寫入資料的程式片段，以 UI2cStart();函式，先送出開始信號，接著以 Send(write_data_command) 將「寫入資料指令」傳送到指令暫存器，若收到 Ack，則將資料傳出，並以 UI2cStop()函式發送結束信號。. 38.

(51) 4.2.2. USB-HID 架構與列舉過程. 當一裝置(Device)經由 USB 連接上電腦後，電腦會向裝置，要求(Request)一組數據，並以此數據判別此裝置所屬的類別、需要的驅動程式等等資訊。這組數據稱之為描述元(descriptor)，不同用途的描述元，會對裝置的不同性質作定義。裝置描述元(Device Descriptor)：定義整個裝置的共用特性。配置描述元(Configuration Descriptor)： 1.. 使用幾個介面(interface). 2.. 每個介面各自屬於什麼類別(Class). 3.. 使用何種端點(Endpoint)進行通訊. 一個裝置，允許擁有複數個配置描述元，可在不同需求情形下作切換，而每個配置下各自又可有複數個介面，每個介面有其所屬的類別，並佔用 1 個端點進行通訊。描述元是事先定義好的數個位元組資料，當 USB 控制器接收到來自電腦的需求指令(Request)，依照不同的需求指令，控制器會回覆不同的描述元給電腦，實作上，電腦只會發出兩類的需求，一為裝置描述元需求，一為配置描述元需求，而其他如介面描述元(Interface descriptor)、類別描述元(Class descriptor)、端點描述元(Endpoint descriptor)皆跟隨在配置描述元之後，一併傳送。 39.

(52) Single function Device. Composite Device. Device descriptor. Device descriptor. Configuration descriptor. Configuration descriptor. Interface descriptor. Interface descriptor. Interface descriptor. Class-specific descriptor. Class-specific descriptor. Class-specific descriptor. endpoint descriptor. endpoint descriptor. endpoint descriptor. 圖 4-6. 單一及複合式裝置的描述元比較. 本系統同時兼具滑鼠及鍵盤的複合式(Composite)功能，採用 HID (Human Interface Device)類別，因此類別描述元(Class-spec descriptor)中，除了定義 HID 的版本外，還需要至少一個報告描述元(Report descriptor)，用以設定此 HID 裝置更詳細的設置，如定義裝置為滑鼠、鍵盤或其他 HID 事先定義好的裝置類別。「報告描述元」用來定義報告的格式，而「報告」(Report)本身才是真正用來回傳目前裝置的最新數據。數據依照報告描述元定義好的順序、格式，讓電腦解讀，如鍵盤報告會含有目前按下的所有按鍵對應的功能碼，滑鼠報告會回傳水平、垂直位移的偏移距離等。 40.

(53) HID class裝置列舉過程所需描述元 Device descriptor. Configuration descriptor. Interface descriptor. 針對HID class裝置， PC會在request configuration description後另外索取report descriptor. HID descriptor. report descriptor. endpoint descriptor. 圖 4-7. HID 裝置列舉過程示意圖. 實作上，需特別注意的是，每個報告，必需與報告描述元定義的容量(Size) 符合，若報告容量小於事先定義，則無法辨識，若大於事先定義，則會有部分的報告被棄之不讀。圖 4-6 和圖 4-7 分別描繪了單一功能、複合功能以及 HID 裝置的列舉過程，本系統為複合式 HID 裝置，因此列舉過程會如圖 4-6 一樣，但類別描述元的部分會如圖 4-7 以 HID 描述元作取代。. 41.

(54) 圖 4-8. 報告描述元與報告容量設定不符時所造成之裝置無法辨識. 列舉完成後，作業系統會以適當的驅動程式對裝置作存取，但當列舉過程中出現錯誤時，便會出現如上圖一般的錯誤情形，造成列舉錯誤的情況很多，以下介紹本研究實作過程中所遭遇過的幾種情形。. 42.

(55) 在介面描述元中，有 3 組位元組，用來指定介面類別(bInterfaceClass)、子類別(bInterfaceSubclass)和通訊協定(bInterfaceProtocol)，但實際上，若此介面已經定義為 HID 的類別，則 HID 功能會直接與 HID 描述元有關，而不受介面描述元中這三個位元組影響。如下圖 4-9，圖右中，兩組介面描述元，一組設定為鍵盤，一組設定為滑鼠，但實際列舉後，因為 HID 描述元皆為滑鼠，所以列舉結果也為滑鼠。. 圖 4-9. 介面描述元設定值與裝置實際辨識結果比較. 最後，在每次列舉完成後，作業系統會依照 VID(Vendor ID)、PID(Product ID) 的配對，查詢是否有安裝過對應的驅動程式，若有的話，不一定每次都會重新安裝驅動，所以當 VID/PID 配對沒有更改，但韌體有更動的情形下，有可能發生作業系統無法辨識的情況，此時會需要將原驅動程式強制重新安裝，或是變更 43.

(56) VID/PID 配對。. 44.

(57) 4.2.3. 鍵盤、滑鼠-HID 通訊協定. 不同類別的 HID 裝置，所回傳給電腦的 HID 報告有各自的格式，以下介紹本研究所使用之鍵盤及滑鼠之格式。如表 4-3，HID 鍵盤報告，共有 9 組位元組，第一組位元組內容值永遠為 8，讓電腦知道，後續共有 8 組位元組，第二組位元組是鍵盤上的功能鍵，分別是表 4-4 中所示的左邊及右邊的 Ctrl、Alt、Shift、Windows(GUI)鍵，一共 8 鍵，分別有 8 個位元代表其按鍵狀態，第三組為保留位元組，第四組到第九組則為按鍵功能碼，如 return(Enter)的功能碼為 0x28，因此一次可送出 6 個一般鍵加 8 個功能鍵所組成的組合鍵。表格 4-3. USB-HID Keyboard Usage Report 格式. 位元. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 內容. 8. 組合鍵. 保留. 一般鍵. 一般鍵. 一般鍵. 一般鍵. 一般鍵. 一般鍵. 表格 4-4. USB-HID Keyboard Usage Report 鍵盤按鍵狀態位元組內容定義(第一位元組). Right. Left. GUI(Win). Alt. Shift. Ctrl. GUI(Win). Alt. Shift. Ctrl. 0x80. 0x40. 0x20. 0x10. 0x08. 0x04. 0x02. 0x01. 滑鼠部分相對於鍵盤較簡單，只有 5 個位元組，如下表 4-5 所示，第一組位元組一樣是用來描述後方長度之用，第二組位元組是左、中、右鍵的按鍵狀態，第三、四組位元組則是水平及垂直方向的偏差距離。. 45.

(58) 圖 4-10 及圖 4-11 中，以 C 語言型式，實作了 HID 鍵盤、滑鼠回傳報告的封包格式。表格 4-5. 位元. 0. 內容. 3. USB-HID Mouse Usage Report 格式. 1 按鍵. 2 水平偏移. 3 垂直偏移. 圖 4-10 傳送鍵盤組合鍵之封包格式及虛擬碼. 圖 4-11 傳送滑鼠狀態之封包格式及虛擬碼. 46.

(59) 4.3. 液晶顯示功能液晶控制器分作繪圖形以及文字形兩種，文字形的液晶控制器，事先定義好了一些字型，只需將要使用的字型編號，填到記憶體中則對應的液晶位置就會顯示出對應的字型。本系統採用的 OKI MSM6255 同時可作文字型及繪圖形液晶控制器，但因盤面中大家使用中文字，且字型大小不一，因此使用繪圖形模式較符合本系統需求。在通電之後，系統先將液晶控制器作初始化，設定其工作模式為繪圖形，對應的液晶螢幕為 640*480 點，並將單位位元組設定為 8 個點，恰好 1 個位元代表 LCD 上的 1 個點，則顯示器可畫分為 80 水平位元組*480 垂直點。本系統的盤面按鍵皆為統一尺寸 64 點乘 60 點，寬為 8 個連續水平位元組，高為 60 個點。每一頁共有 10*8 共 80 個按鍵。要改變畫面上的成像，一次只能改變一個單位位元組，也就是 LCD 上水平方向的 8 個點，首先將 MSM6255 的 DIEN (Display Enable)腳位設為低電位後，將位元組寫到對應的顯示記憶體位置，再將 DIEN 拉高，即完成一組 8 點的圖像改變。將 DIEN 設為低電位的這段時間必需儘可能的短，因為這段時間顯示記憶體被微控制器存取，因此液晶控制器無法由顯示記憶體取值送往 LCD，取而代之的 47.

(60) 是連續送無意義的 0xff 給 LCD，若時間持續太長，會出現不規則的水波紋訊號。. 圖 4-12. LCD 清空畫面虛擬碼. 上圖 4-12 是 C 語言的 LCD 畫面清空程式片段，先將 DIEN 腳位設為低電位，接著填入 0xff，接著將 DIEN 電位拉高，重覆執行到全畫面對應的顯示記憶體內容皆為 0xff 時，即完成畫面清空的動作。. 48.

(61) 第五章盤面排版及功能介紹 5.1. 功能概述如圖 5-1，盤面上，共分為「一般按鍵區」、「快速功能區」、「滑鼠功能區」、「頁面切換區」等四區，一般按鍵區內容依照分頁的不同而變化，如注音分頁則放入注音按鍵，文書功能頁則放入文書處理軟體的快捷鍵，而「快速功能」、「滑鼠功能」及「頁面切換區」等使用率較頻繁的部分則在每個分頁都維持在一致的出現位置。. 1.一般按鍵區. ESC 關閉視窗小寫. 2.快速功能區. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 3.滑鼠功能區. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 大寫. 注音. 倉頡. 符號. 離開. 掃描. 4.頁面切換區上網. 圖 5-1. 文書. 畫圖. 盤面四大區塊配置圖. 49.

(62) 圖 5-2 快速功能區中，配置了最常用的按鍵及組合鍵，每一頁的相同位置都配置相同的常用功能，讓使用者不必為了使用這些常用功能而頻頻換頁。. 快速功能區 Backsp ace←. Enter. ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. 圖 5-2. 快速功能區按鍵配置圖. 傳統鍵盤，因實體按鍵佔用盤面空間，因此以最少按鍵發展最多功能為設計理念，發展出以複數按鍵組合而成一特定功能的輸入方式，本系統利用 LCD 結合觸控技術，因虛擬按鍵不佔用實體空間，因此避開了以往實體鍵盤在空間上的限制，且利用分頁的概念，可以作出無限多個按鍵，也使得以往需要 2~3 顆按鍵所組合出的功能，現在可以單鍵取代，較符合肢體障礙使用者的實際使用需求。圖 5-3 為本系統的頁面切換區，除了四組輸入法盤面及四組特殊功能頁之外，還有啟動掃描模式的「掃描」鍵，以及在掃描模式中切換狀態的「離開」鍵。有關掃描模式及其狀態切換，請見本章第一節第二項。頁面切換區. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 圖 5-3. 上網. 文書. 畫圖. 頁面切換區按鍵配置圖 50. 符號. 離開. 掃描.

(63) 此外，傳統滑鼠及觸控面板上的拖曳式指向方式，皆是以手部移動使滑鼠游標位移，考量到部分使用者，可能手部、腕部會有運動障礙的情況發生，因此所有的滑鼠功能統一改以如圖 5-4 的方向按鍵取代，按下任一方向鍵後，游標會持續的向該方向位移，直到使用者按下停止按鍵。除了傳統的滑鼠點擊鍵之外，我們還另外實作了長壓、釋放左鍵的功能，供使用者在需要作連續選取時使用。. 滑鼠功能區按下左鍵. 放開左鍵. 左鍵. 雙擊. 右鍵. ↖. ↑. ↗. ←. ■■. →. ↙. ↓. ↘. 圖 5-4. 滑鼠功能區按鍵配置圖. 51.

(64) 5.2. 一般輸入法盤面規劃一般輸入法共分為英數輸入法的「小寫」、「大寫」及中文輸入法的「注音」、「倉頡」，共計四種。首先圖 5-5 是「小寫」頁面，由阿拉伯數字 0~9，及英文小寫 a~z 組成，英文字母排列的方式是依照 qwer 鍵盤排列，而圖 5-6 的「大寫」頁面除了英文字母改為大寫外，其餘完全相同. 。. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. q. w. e. r. t. y. u. i. o. p. a. s. d. f. g. h. j. k. 按下左鍵. 放開左鍵. z. x. c. v. b. n. m. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 空白. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. l ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 上網. 文書. 畫圖. 符號. 離開. 掃描. 圖 5-5. 英數小寫盤面圖. 52.

(65) 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Q. W. E. R. T. Y. U. I. O. P. A. S. D. F. G. H. J. K. 按下左鍵. 放開左鍵. Z. X. C. V. B. N. M. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 空白. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. L ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 上網. 文書. 畫圖. 符號. 離開. 掃描. 圖 5-6. 英數大寫盤面圖. 接著是圖 5-7 的「注音」輸入法，因注音輸入法的總按鍵數較多，且部分注音符號的 USB HID 編碼與數字 0~9 重覆，因此直接將數字區以注音取代，按鍵位置原則上是依照傳統鍵盤的注音配置習慣，僅有少部分如「ㄝ」、「ㄡ」、「ㄥ」、「ㄦ」的位置，與傳統鍵盤排版不同，聲調的部分以中文「一聲」、「輕聲」等方式取代符號。. 53.

(66) ㄅㄉ. 三聲. 四聲. ㄓ. 二聲. 輕聲. ㄚㄞㄢ. ㄆㄊㄍㄐㄔㄗ一ㄛㄟㄣㄇㄋㄎㄑㄕㄘㄨㄜㄠㄤㄈㄌㄏㄒㄖㄙㄩㄝㄡㄥㄦ. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 一聲. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 上網. 文書. 畫圖. 符號. 離開. 掃描. 圖 5-7. 注音輸入法盤面圖. 最後是圖 5-8 的倉頡輸入法的部分，因倉頡輸入法與數字鍵的 USB-HID 編碼沒有重覆，因此空缺部分填入常用的數字按鍵，減少輸入中途換頁的次數。. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 手田水口廿卜山戈中心日尸木火土竹十大. 按下左鍵. 放開左鍵. 重難金女月弓一. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 空白. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 上網. 文書. 畫圖. 符號. 離開. 掃描. 圖 5-8. 倉頡輸入法盤面圖 54.

(67) 5.3. 上網功能頁盤面規劃圖 5-9 的上網功能頁中，將目前佔有率前三大的網頁瀏覽器(Browser)： Microsoft Internet Explore(IE)、Google Chrome、Mozilla Firefox 所共有且常用的功能，整合到鍵盤中，方便使用者單鍵執行瀏覽器中的各項常用功能。表 5-1 詳列了所有上網功能頁所代表的組合鍵、以及功能說明而圖 5-10 則以 Google Chrome 作為各上網常用功能的按鍵對照。首頁. 前項物件. Page Down. Home. 重新整理. 網址列. 全螢幕. 開新視窗. 開新分頁. 開啟檔案. 歷史記錄. 後項物件. Page Up. End. 後一分頁. 前一分頁. 列印. 儲存網頁. 下一頁. 上一頁. 下載管理. 分頁1. 分頁2. 分頁3. 分頁4. 分頁5. 分頁6. 分頁7. 分頁8. 最終分頁. 組織最愛. 加入最愛. 全加最愛. 開啟 IE. 開啟 Chrome. 縮小比例. 放大比例. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 向後反白. 向前反白. google. yahoo. 空白. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 上網. 文書. 畫圖. 符號. 離開. 掃描. 圖 5-9. 上網功能頁盤面圖. 55.

(68) 表格 5-1. 上網功能頁各項功能鍵說明. 按鍵名稱. 組合鍵. 註解. 首頁. alt + home. 回到瀏覽器定義的首頁. 前項物件. shift + tab. 網頁焦點回到前一個網頁元素(element). 後項物件. tab. 網頁焦點跳到下一個網頁元素(element). 歷史記錄. ctrl + h. 開啟歷史瀏覽記錄. 重整. F5. 重新刷新目前網頁. 網址列. ctrl + L. 焦點跳至網址列，並反白. 開新視窗. ctrl + n. 開啟新的瀏覽器視窗. 開新分頁. ctrl + t. 在目前視窗開啟新的網頁分頁. 開啟檔案. 開啟檔案對話框. 上一頁. ctrl + o alt + ←. 回到點選連結前的網頁. 下一頁. alt + →. 取消回到上一頁的動作. 儲存網頁. ctrl +s. 將網頁儲存到本機磁碟. 列印. ctrl + p. 列印目前網頁. 分頁 1~8. ctrl + 1~8. 快速跳到目前視窗的第 1~第 8 個分頁. 最後一分頁. ctrl + 9. 直接跳到目前瀏覽視窗的最後一個分頁. 下載管理. ctrl + J. 開啟瀏覽器下載管理員. 我的最愛. ctrl +b. 組織我的最愛. 加入最愛. ctrl +d. 將目前分頁加入我的最愛. 所有分頁加入最愛. ctrl + shift + d. 將目前瀏覽視窗中的所有分頁加入我的最愛. 切換分頁. ctrl + tab. 跳到下一個分頁. google. Ctrl + L + google.com + enter. 直接連往 google. yahoo. Ctrl + L + tw.yahoo.com + enter. 直接連往 yahoo. 56.

(69) 最後分頁 Ctrl + 9 第一分頁 Ctrl + 1. 第二分頁 Ctrl + 2. 開新分頁 Ctrl + t. 網址列 Ctrl + L. 我的最愛 Ctrl + b. 上一頁 Alt + ←. 開新視窗 Ctrl + N. 上一頁 Alt + →. 放大比例 Ctrl + + 縮小比例 Ctrl + 儲存網頁 Ctrl + s 網頁記錄 Ctrl + h 管理下載 Ctrl + j. 圖 5-10 常用上網功能與 Chrome 瀏覽器位置對照圖. .. 57.

(70) 5.4. 文書功能頁盤面規劃 5.4.1. 盤面介紹. 圖 5-11 為和表 5-2，分別是文書功能頁的按鍵盤面以及功能詳細說明，此頁主要是以 Microsoft Word(往後一律簡稱為 Word)為主要規劃對象，快捷鍵的設定也都是以 Word 預設快捷鍵為主。適用於 Word 2000 之後的 Word 2003、2007 及 2010 版本，圖 5-12 至圖 5-18 為盤面上「下界向右」、「邊界向右」、「上界向右」以及「行距*1」、「行距*2」等按鍵於 Word 實際使用的情形。下界向右. 邊界向右. Page Down. Home. 前一文件. 插入時間. 另存新檔. 存檔. 開新檔案. 開啟檔案. 下界向左. 邊界向左. Page Up. End. 後一文件. 插入日期. 列印. 全選. 放大字體. 縮小字體. 粗體. 斜體. 底線. 置左. 置中. 置右. 字型. 取代. 換頁. 換行. 上標. 下標. 註解. 行距 *1. 行距 *1.5. 行距 *2. 開啟 word. 左鍵. 雙擊. 右鍵. 向後反白. 向前反白. 上界向右. 空白. Backsp ace←. Enter. ↖. ↑. ↗. ESC. 剪下. 複製. 貼上. 上一步. 上. 下一步. ←. ■■. →. 關閉視窗. 切換視窗. 桌面. 全選. 左. 下. 右. ↙. ↓. ↘. 小寫. 大寫. 注音. 倉頡. 上網. 文書. 畫圖. 符號. 離開. 掃描. 圖 5-11 文書功能頁盤面圖. 58.

(71) 5.4.2. 文書盤面各功能解說及圖例. 表格 5-2. 文書功能頁各項功能鍵說明. 按鍵名稱. 組合鍵. 註解. 下界向右. Ctrl+t. 按下後，上方尺標會由左圖變為右圖. 下界向左. Ctrl + shift +t. 邊界向右. Ctrl + m. 邊界向左. Ctrl + shit + m. 上一文件. Ctrl + +shift +F6. 當開啟多份文件時，反序切換文件為編輯中視窗. 下一文件. Ctrl + f6. 當開啟多份文件時，依序切. 與上列相反按下之後，尺標會由左圖變為右圖與上列相反. 換文件為編輯中視窗插入時間. Ctrl + shift + t. 插入目前時間到游標處. 插入日期. Ctrl + shift + d. 插入今天日期到游標處. 另存新檔. F12. 存檔. Ctrl + s. 直接存檔. 列印. Ctrl + p. 列印文件. 開新檔案. Ctrl + n. 開啟空白文件. 開啟檔案. Ctrl + F12. 加大字體. Ctrl + ]. 將被反白的字體放大. 縮小字體. Ctrl + [. 段落換行. Shift + enter. 將被反白的字體縮小換行但不開啟新的段落. 切到下頁. Ctrl + enter. 換行，並於新頁開啟段落. 字型格式. Ctrl +d. 開啟字型功能表. 置右. Ctrl + r. 被選取物靠右對齊. 置中. Ctrl + e. 被選取物靠中對齊. 置左. Ctrl + L. 被選取物靠右對齊. 粗體. Ctrl +b. 被選取字型改為粗體. 斜體. Ctrl + I. 被選取字型改為斜體. 開啟另存新檔對話框. 開啟檔案對話框. 59.

(72) 按鍵名稱. 組合鍵. 註解. 插入註解. Ctrl +alt + m. 將文件中的文字，插入註解. 底線. Ctrl + u. 被選取字型加上底線. 上標. Ctrl + =. 如：I2C 中的 2. 下標. Ctrl + shift + =. 行距*1. Ctrl +1. 單倍行距(高). 行距*1.5. Ctrl +5. 1.5 倍行距(高). 行距*2. Ctrl +2. 雙倍行距(高). 尋找取代. Ctrl + h. 開啟尋找/取代對話框. 如：H2O 中的 2. 圖 5-12 全段落向右縮排(Ctrl + M)示意圖. 60.

(73) 圖 5-13 除首行外，段落向右縮排(Ctrl + t)示意圖. 圖 5-14 首行向右縮排(Tab)示意圖. 61.

(74) 圖 5-15 單倍行距示意圖. 圖 5-16 1.5 倍行距示意圖. 62.