矩陣鍵盤按鍵掃描

最新 01-29

一、4*4矩陣鍵盤

如下圖，4*4矩陣鍵盤是單片機外部設備中所使用的排布類似於矩陣的鍵盤組，在鍵盤中按鍵數量較多時，為了減少I/O口的佔用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個埠就可以構成4*4=16個按鍵，比之直接將埠線用於鍵盤多出了一倍，由此可見，在需要的鍵數比較多時，採用矩陣法來做鍵盤是合理的。

矩陣鍵盤實物圖

矩陣鍵盤PCB原理圖

由下圖矩陣鍵盤的內部電路圖可以看出，矩陣鍵盤線路有4條列線、4條行線，每條行線和每條列線通過一個按鍵開關相連接，當沒有按鍵被按下時，行列線之間互不影響。

二、讀取矩陣鍵盤按鍵值的方法

運用比較廣泛的讀取矩陣鍵盤輸入的方法有兩種，一種是行（列）掃描法，一種是翻轉法，今天我們採用的是第二種翻轉法，第一種方法如果大家有興趣可以自行去了解。

我們將行線和列線分開來看，如果我們讓四條行線輸出低電平，四條列線輸入高電平，當沒有按鍵按下時，列線輸入全為高電平，如果其中有一個按鍵按下，那麼列線中就有一條與行線低電平接通，輸入低電平，但這時我們只能知道被按下的按鍵在哪一列，卻不知道它是這一列四個按鍵中的哪一個。。這時如果我們將行列線交換，即行線輸入高電平，列線輸出低電平，被按下開關所在那一行由於與列線低電平線與被拉低，輸入低電平，這樣我們就可以知道這個按鍵在哪一行。

比如現在我們把行線置低電平輸出，列線高電平輸入，按下開關J7，列2就會被行線拉低輸入低電平，但列2上除了開關J7外還有其他三個按鍵，我們無法確定是哪一個，這時把行線設置為高電平輸入，列線置為低電平輸出，J7按下時行1會被拉低從而輸入低電平，這樣我們就知道被按下的按鍵是列2和行1的交點處的J7。

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三、主要程序代碼

這次矩陣鍵盤的輸入掃描檢測我們使用的是STM32F405單片機，開始先設置單片機的IO口，使行線輸出低電平，列線輸入高電平，配置代碼如下：

行線3210的IO口分別為：PB5,PB4,PB3,PC12

列線0123的IO口分別為：PC11,PC10,PA8,PB15

設置行線IO口推挽輸出並置低電平，設置列線IO口上拉輸入，即輸入高電平。之後讀取列線IO口的輸入電平（高電平為1，低電平為0），記入變數cord_l中，如果沒有按鍵按下，那麼cord_l的值將會是0x0f，如果不是，說明有按鍵按下，此時延時消抖再讀一次。

如果按鍵確實被按下了，那麼我們就交換行列線的配置，讀取行線的輸入值記入cord_h中。為了方便確定按鍵，我們將cord_h和cord_l通過左移和或運算合併成press，通過press的值來確定是哪一個按鍵被按下了。（比如被按下的是J7，那麼cord_h=00001101(0x0d),cord_l=00001011(0x0b),press=11011011(0xdb).）