【单片机中的矩阵键盘编程】矩阵键盘的编单片机控制编程原理

　　摘 要： 在单片机操作中，常需要通过键盘来输入信息，单片机通过读取I/0口的值来判断按键情况，并由此来进行下一步操作，而利用矩阵键盘操作，提高I/0口的利用率。 　　关键词： 矩阵键盘；单片机；按键；程序
　　中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310172－01
　　
　　0 引言
　　在许多智能化设备中，常常需要人机交换界面，而通过矩阵键盘可以完成输入操作。本文中就矩阵键盘的电路接口及软件编程进行了分析。矩阵键盘在使用中硬件连接方便，编程简单，价格低廉，稳定性好，得到广泛应用。
　　1 接口电路设计
　　对于独立键盘，8个I/0口只能接8个按键。而矩阵键盘，按键排列成矩形，一般为4*4矩阵，有4行4列，共16个交叉点，按键接在交叉点上。这时用8个I/0口可接16个按键0～F（如下图），大大提高了I/0口的利用率。
　　 4*4键盘上，每个按键开关的两端分别接行线和列线，其中行线和+5V电源之间接上拉电阻。在没有按键按下时，行线和列线是不相连的，当有按键按下时，列线的电平会随行线电平值而改变（如下图），通过单片机检测到的I/0口值，判断有键按下，并通过软件判别按下去的为哪个键。
　　
　　2 软件编程
　　对于矩阵键盘的编程大概包含以下几个步骤：首先判断有无按键按下，若有，则进行延时消抖动，再次判断，确实有键按下，判断按下的为哪个键，最后检测释放。如何判断按键是关键，下面我们以反转扫描法介绍编程思路：先对P3口进行赋值0xf0，即高低四位分别为高低电平，如果有键按下，则高四位中有一位会被拉低，读取P3口的值，把它赋给一个中间变量w，此时行就确定了；再给P3口赋值0x0f，即高低四位分别为低高电平，如果有键按下则低四位中对应的位会被拉低，再读取P3口的值，赋给另一个中间变量x，这样按键的行和列都确定了，然后再对变量w和x进行“按位与”操作得到一个值y，根据y的值来判断按下的键。按键从0～F分别是0xee、0xde、0xbe、0x7e、0xed、0xdd、0xbd、0x7d、0xeb、0xdb、0xbb、0x7b、0xe7、0xd7、0xb7、0x77。在主程序中直接调用此按键子程序即可。按键子程序如下：
　　void anjian()
　　{
　　 while(1)
　　 {
　　 P3=0x0f;
　　 w=P3;
　　 P3=0xf0;
　　 x=P3;
　　 y=(w&0x0f)+(x&0xf0);
　　 switch(y)
　　 {
　　 case 0xee: j=0; break;
　　 case 0xde:j=1; break;
　　 case 0xbe:j=2; break;
　　 case 0x7e:j=3; break;
　　 case 0xed:j=4; break;
　　 case 0xdd:j=5; break;
　　 case 0xbd:j=6; break;
　　 case 0x7d:j=7; break;
　　 case 0xeb:j=8; break;
　　 case 0xdb:j=9; break;
　　 case 0xbb:j=10; break;
　　 case 0x7b:j=11; break;
　　 case 0xe7:j=12; break;
　　 case 0xd7:j=13; break;
　　 case 0xb7:j=14; break;
　　 case 0x77:j=15; break;
　　 }
　　 if(i!=0)
　　 {
　　 while(P3!=0xf0);
　　 delay(5);
　　 break;
　　 }
　　 }
　　}
　　3 结论
　　使用矩阵键盘可以更好地利用单片机的I/0口，提高了I/0口的利用率，使单片机可以连接更多的模块，实现更多的功能。在当今工业化社会中得到更大的发展。
　　参考文献：
　　[1]刘春龙、张炜，单片机控制装置安装与调试[M].高等教育出版社，2010.3.
　　[2]仝为民、徐日生，智能化键盘的设计，电测与仪表，2000，37（10）：
　　35-36.
　　[3]张俊谟，单片机中级教程[M].北京航空航天大学出版社，2006.10.

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