【mcuclub】矩阵键盘

1、实物图

 

2、原理图

 

3、基本原理

使用8个I/O口来进行16个按键的控制读取，用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成键盘，当某个按键按下时，进行行列扫描，从而判断是第几行第几列的按键，进而进行整体按键值的确定。

4、优点

使用8个I/O口来进行16个按键的控制读取，可以减小I/O口的使用，有效地提高单片机系统中I/O口的利用率

5、扫描方式——行列扫描

定义一组IO口作为矩阵键盘的引脚，高四位连接列，低四位连接行。先令IO口的高四位（四个列）输出低电平，低四位（四个行）输出高电平，假设有按键按下，从I/O口的低四位读取键盘状态，判断低四位的四行哪一行变成了低电平，就知道是第几行；再令I/O口的高四位（四个列）输出高电平，低四位（四个行）输出低电平，从I/O口的高四位读取键盘状态，判断高四位的四列哪一列变成了低电平，就知道是第几列，将两次读取结果相加组合起来就可以得到当前按键的特征编码，使用上述方法就可以得到16个按键的特征编码，然后再利用特征编码重新给每个按键赋一个对应的键值。

6、程序

/****

*******矩阵键盘扫描函数

*******返回值：键值

*****/

uchar matrix_keyboard_pro(void)  //键盘扫描函数，使用行列反转扫描法

{

uchar cord_h,cord_l;                                                                              //行列值中间变量

MATRIX_KEYBOARD_DATA=0x0f;                //列线输出全为0

cord_h=MATRIX_KEYBOARD_DATA&0x0f;  //读入行线值

if(cord_h!=0x0f)                                                                                 //先检测有无按键按下

{

Delay_function(10);                                          //去抖

if((MATRIX_KEYBOARD_DATA&0x0f)!=0x0f)

{

cord_h=MATRIX_KEYBOARD_DATA&0x0f; //读入行线值

MATRIX_KEYBOARD_DATA=cord_h|0xf0; //输出当前列线值

cord_l=MATRIX_KEYBOARD_DATA&0xf0; //读入列线值

while((MATRIX_KEYBOARD_DATA&0xf0)!=0xf0);   //等待松开并输出

return(cord_h+cord_l);                                 //返回组合码值

}

}

return(0xff);                                  //没有按键按下，返回0xff

}

/****

*******矩阵键盘键值编码为数值函数

*******返回值：键值数值

*****/

uchar Matrix_Keyboard_Scan(void)

{

switch(matrix_keyboard_pro())

{

case (0xee): return 1;       break;                       //K1按下

case (0xde): return 2;      break;                       //K2按下

case (0xbe): return 3;      break;                       //K3按下

case (0x7e): return 'A';    break;                       //K4按下

case (0xed): return 4;      break;                       //K5按下

case (0xdd): return 5;      break;                       //K6按下

case (0xbd): return 6;      break;                       //K7按下

case (0x7d): return 'B';    break;                       //K8按下

case (0xeb): return 7;      break;                       //K9按下

case (0xdb): return 8;      break;                       //K10按下

case (0xbb): return 9;      break;                       //K11按下

case (0x7b): return 'C';    break;                       //K12按下

case (0xe7): return '*';     break;                       //K13按下

case (0xd7): return 0;      break;                       //K14按下

case (0xb7): return '#';    break;                       //K15按下

case (0x77): return 'D';    break;                       //K16按下

default:     return 0xff;  break;                        //没有按键按下

}

}

7、软件流程

定义一组IO口作为矩阵键盘的引脚，高四位连接列，低四位连接行。先令IO口的高四位（四个列）输出低电平，低四位（四个行）输出高电平，判断低四位是否发生改变即是否有按键按下，如果改变，则进行延时消抖，再判断低四位是否发生改变，如果改变，则保存此时行状态值，接下来，令IO口的高四位（四个列）输出高电平，低四位（四个行）输出低电平，保存此时列状态值，等待列状态值恢复，再返回两次读取结果相加组合起来值即当前按键的特征编码，最后再利用特征编码重新给每个按键赋一个对应的键值。