单片机 4*4 矩阵键盘应用

在单片机按键使用过程中，当键盘中按键数量较多时 为了减少端口的占用通常将按键排列成矩阵 形式如下图所示，在矩阵式键盘中 每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通而是通过一个按键加以连接，到底这样做是出意何种目的呢？ 大家看下面电路图，单片机的整一个8位端口可以构成 4*4=16 个矩阵式按键 ，相比独立式按键接法多出了一倍，而且线数越多区别就越明显，假如再多加一条线就可以构成 20个按键的键盘，但是独立式按键接法只能多出1个按键。由此可见，在需要的按键数量比较多时，采用矩阵法来连接键盘是非常合理的，矩阵式结构的键盘显然比独立式键盘复杂一些，单片机对其进行识别也要复杂一些。确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用行扫描法。行扫描法又称为逐行查询法它是一种最常用的多按键识别方法。因此，我们就以行扫描法为例介绍矩阵式键盘的工作原理。

图5-4（4*4矩阵式按键的接法）

首先，不断循环地给低四位独立的低电平，然后判断键盘中有无键按下。将低位中其中一列线（P1.0～P1.3中其中一列）置低电平然后检测行线的状态（高4位，即P1.4～P1.7,由于线与关系，只要与低电平列线接通，即跳变成低电平），只要有一行的电平为低就延时一段时间以消除抖动，然后再次判断，假如依然为低电平，则表示键盘中真的有键被按下而且闭合的键位于低电平的4个按键之中任其一,若所有行线均为高电平则表示键盘中无键按下。再其次，判断闭合键所在的具体位置。在确认有键按下后 ,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是: 依次将列线置为低电平，即在置某一根列线为低电平时,其它列线为高电平。同时再逐行检测各行线的电平状态 ；若某行为低 ，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。下面图5-5是4*4矩阵式按键接法的软件算法操作流程。

下面程序按照上述算法流程去编写的，其电路如图5-6，只是在图5-5的基础上多加了P0端口的8只LED灯。从键盘中检测到一个键值，然后将这个值写到LED数码管上显示。

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar temp,num;

uchar code Dis_code[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff} ;

//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f,0ff

void delay(uchar ms)

{

int i;

while(ms--)

{

for(i=0;i<100;i++) ;

}

}

uchar keyscan()

{

P1=0xfe;

temp=P1;

while(temp!=0xfe)

{

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xee:num=1;

break;

case 0xde:num=2;

break;

case 0xbe:num=3;

break;

case 0x7e:num=4;

break;

}

delay(100);

}

P1=0xfd;

temp=P1;

while(temp!=0xfd)

{

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xed:num=5;

break;

case 0xdd:num=6;

break;

case 0xbd:num=7;

break;

case 0x7d:num=8;

break;

}

delay(100);

}

P1=0xfb;

temp=P1;

while(temp!=0xfb)

{

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xeb:num=9;

break;

case 0xdb:num=10;

break;

case 0xbb:num=11;

break;

case 0x7b:num=12;

break;

}

delay(100);

}

P1=0xf7;

temp=P1;

while(temp!=0xf7)

{

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xe7:num=13;

break;

case 0xd7:num=14;

break;

case 0xb7:num=15;

break;

case 0x77:num=16;

break;

}

delay(100);

}

return num;

}

void Display(uchar Wei_8,uchar Wei_7,uchar Wei_6,uchar Wei_5,uchar Wei_4,uchar Wei_3,uchar Wei_2,uchar Wei_1)

{

P2=0xfe;

P0=Dis_code[Wei_8];

delay(1);

P2=0xfd;

P0=Dis_code[Wei_7];

delay(1);

P2=0xfb;

P0=Dis_code[Wei_6];

delay(1);

P2=0xf7;

P0=Dis_code[Wei_5];

delay(1);

P2=0xef;

P0=Dis_code[Wei_4];

delay(1);

P2=0xdf;

P0=Dis_code[Wei_3];

delay(1);

P2=0xbf;

P0=Dis_code[Wei_2];

delay(1);

P2=0x7f;

P0=Dis_code[Wei_1];

delay(1);

}

void main()

{

while(1)

{

Display(keyscan(),16,16,16,16,16,16,16);

}

}