單片機矩陣按鍵設計方法的實現(xiàn)

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一、原理

如果我們每個按鍵用兩個位表示，那么一組端口8只引腳則可以實現(xiàn)C82=16個按鍵的輸入。按鍵4×4布置，按鍵的鍵位表示為行和列的交點，同樣可以準確的表示按鍵輸入。

二、設計步驟

1. 設計電路。

按鍵布置為4行×4列。P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分別連接第1、2、3、4行按鍵，P1.4、P1.5、P1.6、P1.7分別連接第4、3、2、1列按鍵。

當某一按鍵被按下時，對應的行和列對應的引腳被接通而發(fā)生變化。由于每一個按鍵對應了唯一的行列，因此可以精確確定按鍵的位置。

2. 程序設計的思路。

逐行輸出低電平，其它引腳輸出高電平。對于輸出低電平每一行，如果某一列有按鍵被按下，則對應的引腳會被下拉為低電平。檢測低電平所在的位置，即可得到按鍵所在列。行和列都確定的情況下，即得到按鍵的所處位置。

本設計中，程序功能設計為當按下某一按鍵時，動態(tài)數(shù)碼管上顯示按鍵所在行列。

3. 行和列的按鍵編碼

（1）掃描檢測行時P1輸出的編碼

正在檢測的行	P1輸出
	P1.3	P1.2	P1.1	P1.0	二進制編碼	十六進制編碼
1	1	1	1	0	11111110	0xFE
2	1	1	0	1	11111101	0xFD
3	1	0	1	1	11111011	0xFB
4	0	1	1	1	11110111	0xF7

（2）檢測時編碼所對應的列

P1輸入						被按下按鍵對應的列
P1.7	P1.6	P1.5	P1.4	二進制編碼	十六進制編碼*
1	1	1	0	1110	0xEX	4
1	1	0	1	1101	0xDX	3
1	0	1	1	1011	0xBX	2
0	1	1	1	0111	0x7X	1
*X表示因所在行不同，數(shù)值有所變化。

4. 程序設計

（1）列數(shù)的檢測

/**
 * @brief 獲取按鍵所在列
 * 
 * @return 返回1-4或F。F表示無按鍵。 
 */
UCHAR getColumn()
{
    UCHAR tmp = P1;
    tmp = tmp >> 4; // 請結合P1輸入表思考：這是什么操作？

    switch (tmp)
    {
    case 0xF /* 0b1111 */:
        return 0xf;
    case 0xE /* 0b1110 */:
        return 4;
    case 0xD /* 0b1101 */:
        return 3;
    case 0xB /* 0b1011 */:
        return 2;
    case 0x7 /* 0b0111 */:
        return 1;
    }
}

（2）行數(shù)和按鍵的檢測

/**
 * @brief 掃描輸入的按鍵并將序號顯示在數(shù)碼管上。
 * 
 */
void inputKeyScan()
{
    UCHAR row = 0x10, column = 0x10;
    UCHAR i;
    const UCHAR rows[] = {0xFE, 0xFD, 0xFB, 0xF7};

    delayNms (20);  //  消除抖動

    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        P1 = rows[i];

        if (getColumn() != 0xf)
        {
            row = 0x10, column = 0x10;
            row = i + 1;
            column = getColumn();
            display4N(0x10, 0x10, row, column);
        }
    }
    
    display4N(0x10, 0x10, 0x10, 0x10);  // 請思考這是為什么？
}

（3）主函數(shù)調用

/**
 * @brief 主函數(shù)
 * 
 */
void main()
{
    P1 = 0xFF;
    while (1)
    {
        inputKeyScan();
    }
}

三、用到的其它函數(shù)

分別在4個數(shù)碼管上顯示數(shù)字的函數(shù)

/**
 * @brief 分別在4根數(shù)碼管上顯示數(shù)字。每個數(shù)字的范圍都是0-F。
 * 
 * @param n1 第一個數(shù)碼管上顯示的數(shù)字。
 * @param n2 第二個數(shù)碼管上顯示的數(shù)字。
 * @param n3 第三個數(shù)碼管上顯示的數(shù)字。
 * @param n4 第四個數(shù)碼管上顯示的數(shù)字。
 */
void display4N(UCHAR n1, UCHAR n2, UCHAR n3, UCHAR n4)
{
    P2 = 0x01; // 選擇第一個數(shù)碼管
    if (n1 >= 0 && n1 < 0x10)
        P0 = HexBCD[n1]; // 顯示n1
    else
        P0 = 0xFF;
    delayNms(5);

    P2 = 0x02; // 選擇第二個數(shù)碼管
    if (n2 >= 0 && n2 < 0x10)
        P0 = HexBCD[n2]; // 顯示n2
    else
        P0 = 0xFF;
    delayNms(5);

    P2 = 0x04; // 選擇第三個數(shù)碼管
    if (n3 >= 0 && n3 < 0x10)
        P0 = HexBCD[n3]; // 顯示n3
    else
        P0 = 0xFF;
    delayNms(5);

    P2 = 0x08; // 選擇第四個數(shù)碼管

    if (n4 >= 0 && n4 < 0x10)
        P0 = HexBCD[n4]; // 顯示n4
    else
        P0 = 0xFF;
    delayNms(5);
}

到此，相信大家對“單片機矩陣按鍵設計方法的實現(xiàn)”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！

文章標題：單片機矩陣按鍵設計方法的實現(xiàn)
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