基于單片機如何實現(xiàn)矩陣式鍵盤的設(shè)計操作？
在現(xiàn)代電子設(shè)備中，鍵盤作為輸入設(shè)備被廣泛應用于各種場合。其中，矩陣式鍵盤由于其占用接口少、價格低廉等優(yōu)點而得到了廣泛的應用。本文將介紹如何基于單片機實現(xiàn)矩陣式鍵盤的設(shè)計操作。
由原理圖可知，獨立按鍵和矩陣按鍵是有所不同的。獨立按鍵的各個按鍵一端接引腳，一端并聯(lián)在一起接地。所以檢測按鍵是否按下只需要看單片機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：我們可以通過高四位輪流輸出低電平來對矩陣鍵盤進行逐行掃描，當?shù)退奈唤邮盏降臄?shù)據(jù)不全為1的時候，說明有按鍵按下，然后通過接收到的數(shù)據(jù)是哪一位為0來判斷是哪一個按鍵被按下。逐行掃描的時間是非?？斓?，肉眼難以觀察。
舉個例子，假設(shè)此時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，只有當某一個開關(guān)按下，低4位的管腳與其中一個低電平的管腳連接變?yōu)榈碗娖?，所以只要查看?位那個管腳為低電平就可以確定那個按鍵以按下。其他三行同理，每一行依次不斷進行。
矩陣式鍵盤是一種通過將多個按鍵排列成矩陣形式來減少接口數(shù)量和成本的鍵盤。它由行線和列線組成，每個按鍵位于行線和列線的交叉點上。通過檢測行線和列線的電平變化，可以確定哪個按鍵被按下。
二、單片機與矩陣式鍵盤的連接
單片機通過行線和列線與矩陣式鍵盤相連。通常情況下，單片機的I/O端口與鍵盤的行線和列線連接。
三、矩陣式鍵盤的設(shè)計
確定行列數(shù)
首先，我們需要根據(jù)實際需要確定鍵盤的行列數(shù)。行列數(shù)越多，鍵盤上可容納的按鍵數(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，每個按鍵應位于行線和列線的交叉點上，并確保每個按鍵的行線和列線對應的單片機的I/O端口編號是唯一的。
編寫程序
我們需要編寫程序來實現(xiàn)對鍵盤的掃描和識別。以下是一個基本的矩陣式鍵盤掃描程序示例：
c復制代碼
#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); // 延時一段時間，約5ms
if(row1 == 1 || row2 == 1 || row3 == 1 || row4 == 1) { // 如果檢測到行線為高電平
delay(5); // 延時一段時間，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輸入的代碼
}
}
}
上述程序中，我們通過循環(huán)遍歷每一行來檢測按鍵是否被按下。當某一行被按下時，我們根據(jù)該行的行列位置確定按鍵值，并執(zhí)行相應的操作。同時，為了避免按鍵抖動引起的不穩(wěn)定，我們在檢測到按鍵被按下后需要等待按鍵釋放。
四、注意事項
單片機I/O端口的驅(qū)動能力有限，需要根據(jù)實際情況選擇合適的端口。
為了避免按鍵抖動引起的不穩(wěn)定，需要加入延時操作。延時的長度需要根據(jù)實際情況調(diào)整。
使用矩陣鍵盤可以更好地利用單片機的I/0口，提高了l/0口的利用率，使單片機可以連接更多的模塊，實現(xiàn)更多的功能。在當今工業(yè)化社會中得到更大的發(fā)展。
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