基于單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)矩陣式鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)操作？
在現(xiàn)代電子設(shè)備中，鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。其中，矩陣式鍵盤(pán)由于其占用接口少、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。本文將介紹如何基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)矩陣式鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)操作。
由原理圖可知，獨(dú)立按鍵和矩陣按鍵是有所不同的。獨(dú)立按鍵的各個(gè)按鍵一端接引腳，一端并聯(lián)在一起接地。所以檢測(cè)按鍵是否按下只需要看單片機(jī)的管腳是否為低電平即可。而矩陣按鍵，他們的兩端分別并聯(lián)在一起，
每一行(共4行)并聯(lián)在一起接高位管腳上(7~4)，每一列(共4列)并聯(lián)在一起接到低位管腳上(3~0)。
所以檢測(cè)方法有所不同。
一般情況下有兩種方法。
方法一：
逐行掃描：我們可以通過(guò)高四位輪流輸出低電平來(lái)對(duì)矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行逐行掃描，當(dāng)?shù)退奈唤邮盏降臄?shù)據(jù)不全為1的時(shí)候，說(shuō)明有按鍵按下，然后通過(guò)接收到的數(shù)據(jù)是哪一位為0來(lái)判斷是哪一個(gè)按鍵被按下。逐行掃描的時(shí)間是非常快的，肉眼難以觀察。
舉個(gè)例子，假設(shè)此時(shí)p7管腳為低電平，那么第一行按鍵的一段都為低電平，另一端分別連接低4位的管腳，只有當(dāng)某一個(gè)開(kāi)關(guān)按下，低4位的管腳與其中一個(gè)低電平的管腳連接變?yōu)榈碗娖?，所以只要查看?位那個(gè)管腳為低電平就可以確定那個(gè)按鍵以按下。其他三行同理，每一行依次不斷進(jìn)行。
矩陣式鍵盤(pán)是一種通過(guò)將多個(gè)按鍵排列成矩陣形式來(lái)減少接口數(shù)量和成本的鍵盤(pán)。它由行線和列線組成，每個(gè)按鍵位于行線和列線的交叉點(diǎn)上。通過(guò)檢測(cè)行線和列線的電平變化，可以確定哪個(gè)按鍵被按下。
二、單片機(jī)與矩陣式鍵盤(pán)的連接
單片機(jī)通過(guò)行線和列線與矩陣式鍵盤(pán)相連。通常情況下，單片機(jī)的I/O端口與鍵盤(pán)的行線和列線連接。
三、矩陣式鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)
確定行列數(shù)
首先，我們需要根據(jù)實(shí)際需要確定鍵盤(pán)的行列數(shù)。行列數(shù)越多，鍵盤(pán)上可容納的按鍵數(shù)越多。
排列按鍵
根據(jù)確定的行列數(shù)，將按鍵排列成矩陣形式。注意，每個(gè)按鍵應(yīng)位于行線和列線的交叉點(diǎn)上，并確保每個(gè)按鍵的行線和列線對(duì)應(yīng)的單片機(jī)的I/O端口編號(hào)是唯一的。
編寫(xiě)程序
我們需要編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)的掃描和識(shí)別。以下是一個(gè)基本的矩陣式鍵盤(pán)掃描程序示例：
c復(fù)制代碼
#include
sbit row1 = P1^0; // 第一行控制端
sbit row2 = P1^1; // 第二行控制端
sbit row3 = P1^2; // 第三行控制端
sbit row4 = P1^3; // 第四行控制端
sbit keypad = P2^0; // 按鍵輸出端
void main() {
while(1) {
for(i=0; i<255; i++) { // 遍歷每一行
row1 = 0; row2 = 0; row3 = 0; row4 = 0; // 將四行全部置0
if(i != 0) keypad = 0; else keypad = 1; // 如果不是第一行，則輸出為0，否則為1
delay(5); // 延時(shí)一段時(shí)間，約5ms
if(row1 == 1 || row2 == 1 || row3 == 1 || row4 == 1) { // 如果檢測(cè)到行線為高電平
delay(5); // 延時(shí)一段時(shí)間，約5ms
if(row1 == 1) keypad = 0; else if(row2 == 1) keypad = 1; else if(row3 == 1) keypad = 2; else if(row4 == 1) keypad = 3; // 根據(jù)行線確定按鍵值
break; // 退出循環(huán)
}
}
if(keypad != 0) { // 如果按鍵被按下
while(keypad != 0); // 等待按鍵釋放
// 在這里添加處理鍵盤(pán)輸入的代碼
}
}
}
上述程序中，我們通過(guò)循環(huán)遍歷每一行來(lái)檢測(cè)按鍵是否被按下。當(dāng)某一行被按下時(shí)，我們根據(jù)該行的行列位置確定按鍵值，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。同時(shí)，為了避免按鍵抖動(dòng)引起的不穩(wěn)定，我們?cè)跈z測(cè)到按鍵被按下后需要等待按鍵釋放。
四、注意事項(xiàng)
單片機(jī)I/O端口的驅(qū)動(dòng)能力有限，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的端口。
為了避免按鍵抖動(dòng)引起的不穩(wěn)定，需要加入延時(shí)操作。延時(shí)的長(zhǎng)度需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
使用矩陣鍵盤(pán)可以更好地利用單片機(jī)的I/0口，提高了l/0口的利用率，使單片機(jī)可以連接更多的模塊，實(shí)現(xiàn)更多的功能。在當(dāng)今工業(yè)化社會(huì)中得到更大的發(fā)展。
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