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標題: 求大神給資源，矩陣鍵盤遇到了問題 [打印本頁]

作者: 李仲豪 時間: 2017-8-4 15:57
標題: 求大神給資源，矩陣鍵盤遇到了問題
剛接觸單片機，矩陣鍵盤遇到了問題，哪位大神給個詳細的單片機矩陣鍵盤那方面的知識點。

作者: wulin 時間: 2017-8-4 18:26
給你一個4*4矩陣鍵盤例程，有詳細注釋。
#include <AT89X52.H>
#define uint unsigned int //宏定義無符號整型數據
#define uchar unsigned char //宏定義無符號字符型數據
uchar key=0; //定義鍵值變量

void keyscan() //按鍵掃描程序
{
static bit sign=0; //按鍵有效標志
static uchar count=0; //消抖計數變量
uchar num=0;
P3=0xf0; //賦值P3 1111 0000
if((P3!=0xf0)&&(sign==0)) //檢測按鍵如果為0
{
count++; //消抖計數
if(count>=100) //100次檢測按鍵如果為0
{
count=100; //防止溢出
sign=1; //按鍵有效標志置1
num=P3; //保存P3值xxxx 0000，x為0或1
num=num|0x0f; //保存num按位或0x0f值xxxx 1111
P3=num; //賦值P3 xxxx 1111
num=P3; //保存P3值xxxx xxxx
switch(num)
{
case 0xee: key= 1; break;
case 0xde: key= 2; break;
case 0xbe: key= 3; break;
case 0x7e: key= 4; break;
case 0xed: key= 5; break;
case 0xdd: key= 6; break;
case 0xbd: key= 7; break;
case 0x7d: key= 8; break;
case 0xeb: key= 9; break;
case 0xdb: key=10; break;
case 0xbb: key=11; break;
case 0x7b: key=12; break;
case 0xe7: key=13; break;
case 0xd7: key=14; break;
case 0xb7: key=15; break;
case 0x77: key=16; break;
}
}
}
else
{
sign=0; //按鍵有效標志清0
count=0; //消抖計數清0
}
}
void main() //主函數
{
while(1)
{
keyscan(); //按鍵掃描程序
P1=~key; //LED顯示鍵碼1~16，低電平亮
}
}

作者: mark1212 時間: 2017-8-4 19:46
   51單片機之獨立按鍵和矩陣鍵盤（概念及原理）
1.按鍵分類與輸入原理

      按鍵按照結構原理科分為兩類，一類是觸點式開關按鍵，如機械式開關、導電橡膠式開關燈；另一類是無觸點式開關按鍵，如電氣式按鍵，磁感應按鍵等。前者造價低，后者壽命長。目前，微機系統中最常見的是觸點式開關按鍵。

      在單片機應用系統中，除了復位按鍵有專門的復位電路及專一的復位功能外，其他按鍵都是以開關狀態來設置控制功能或輸入數據的。當所設置的功能鍵或數字鍵按下時，計算機應用系統應完成該按鍵所設定的功能，鍵信息輸入時與軟件結構密切相關的過程。

      對于一組鍵或一個鍵盤，總有一個接口電路與CPU相連。CPU可以采用查詢或中斷方式了解有無將按鍵輸入，并檢查是哪一個按鍵按下，將該鍵號送人累加器，然后通過跳轉指令轉入執行該鍵的功能程序，執行完成后再返回主程序。

      2.按鍵結構與特點

      微機鍵盤通常使用機械觸點式按鍵開關，其主要功能式把機械上的通斷轉換為電氣上的邏輯關系。也就是說，它能提供標準的TTL邏輯電平，以便于通用數字系統的邏輯電平相容。機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定的時間觸點機械抖動，然后其觸點才穩定下來。其抖動過程如下圖1所示，抖動時間的長短與開關的機械特性有關，一般為5-10ms。在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷，可能導致判斷出錯，即按鍵一次按下或釋放錯誤的被認為是多次操作，這種情況是不允許出現的。為了克服你、按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，必須采取消抖措施。按鍵較少時，可采用硬件消抖；按鍵較多式，采用軟件消抖。

圖1  按鍵觸點機械抖動

      （1）按鍵編碼

      一組按鍵或鍵盤都要通過I/O口線查詢按鍵的開關狀態。根據鍵盤結構的不同，采用不同的編碼。無論有無編碼，以及采用什么編碼，最后都要轉換成為與累加器中數值相對應的鍵值，以實現按鍵功能程序的跳轉。

   （2）鍵盤程序

      一個完整的鍵盤控制程序應具備以下功能：

      a.檢測有無按鍵按下，并采取硬件或軟件措施消抖。

      b.有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個按鍵，期間對任何按鍵的操作對系統不產生影響，且無論一次按鍵時間有多長，系統僅執行一次按鍵功能程序。

      c.準確輸出按鍵值（或鍵號），以滿足跳轉指令要求。

      3.獨立按鍵與矩陣鍵盤

   （1）獨立按鍵

      單片機控制系統中，如果只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨立式按鍵結構。

      獨立按鍵式直接用I/O口線構成的單個按鍵電路，其特點式每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其他I/O口線的狀態。獨立按鍵的典型應用如圖所示。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結構簡單，但每個按鍵必須占用一個I/O口線，因此，在按鍵較多時，I/O口線浪費較大，不宜采用。獨立按鍵如圖2所示。

圖2  獨立鍵盤

      獨立按鍵的軟件常采用查詢式結構。先逐位查詢沒跟I/O口線的輸入狀態，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認該I/O口線所對應的按鍵已按下，然后，再轉向該鍵的功能處理程序。

   （2）矩陣鍵盤

      單片機系統中，若使用按鍵較多時如電子密碼鎖、電話機鍵盤等一般都至少有12到16個按鍵，通常采用矩陣鍵盤。

矩陣鍵盤又稱行列鍵盤，它是用四條I/O線作為行線，四條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每個交叉點上設置一個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數就為4*4個。這種行列式鍵盤結構能有效地提高單片機系統中I/O口的利用率。

矩陣鍵盤的工作原理

最常見的鍵盤布局如圖3所示。一般由16個按鍵組成，在單片機中正好可以用一個P口實現16個按鍵功能，這也是在單片機系統中最常用的形式，4*4矩陣鍵盤的內部電路如圖4所示。

圖3 矩陣鍵盤布局圖

圖4 矩陣鍵盤內部電路圖

當無按鍵閉合時，P3.0~P3.3與P3.4~P3.7之間開路。當有鍵閉合時，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無按鍵按下的方法是：第一步，置列線P3.4~P3.7為輸入狀態，從行線P3.0~P3.3輸出低電平，讀入列線數據，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線P3.4~P3.7讀入數據，若有某一列為低電平，則對應行線上有鍵按下。綜合一二兩步的結果，可確定按鍵編號。但是鍵閉合一次只能進行一次鍵功能操作，因此須等到按鍵釋放后，再進行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續多次進行同樣的鍵操作。

識別按鍵的方法很多其中，最常見的方法是掃描法

按鍵按下時，與此鍵相連的行線與列線導通，行線在無按鍵按下時處在高電平。如果所有的列線都處在高電平，則按鍵按下與否不會引起行線電平的變化，因此必須使所有列線處在電平。這樣，當有按鍵按下時，改鍵所在的行電平才回由高變低。才能判斷相應的行有鍵按下。

獨立按鍵數量少，可根據實際需要靈活編碼。矩陣鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一確定，因此可以分別對行號和列號進行二進制編碼，然后兩值合成一個字節，高4位是行號，低4位是列號。

4.鍵盤的工作方式

對鍵盤的響應取決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應根據實際應用系統中的CPU的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證CPU能及時響應按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時間。通常鍵盤的工作方式有三種，編程掃描、定時掃描和中斷掃描。

（1）編程掃描方式

編程掃描方式是利用CPU完成其它工作的空余時間，調用鍵盤掃描子程序來響應鍵盤輸入的要求。在執行鍵功能程序時，CPU不再響應鍵輸入要求，直到CPU重新掃描鍵盤為止。

（2）定時掃描方式

定時掃描方式就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次，它利用單片機內部的定時器產生一定時間（例如10ms）的定時，當定時時間到就產生定時器溢出中斷。CPU響應中斷后對鍵盤進行掃描，并在有按鍵按下時識別出該鍵，再執行該鍵的功能程序。

（3）中斷掃描方式

上述兩種鍵盤掃描方式，無論是否按鍵，CPU都要定時掃描鍵盤，而單片機應用系統工作時，并非經常需要鍵盤輸入，因此，CPU經常處于空掃描狀態。

為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下：當無按鍵按下時，CPU處理自己的工作，當有按鍵按下時，產生中斷請求，CPU轉去執行鍵盤掃描子程序，并識別鍵號。

作者: 深小海 時間: 2017-8-4 22:58
樓上大神，給的很詳細

作者: 李仲豪 時間: 2017-8-5 13:04

wulin 發表于 2017-8-4 18:26
給你一個4*4矩陣鍵盤例程，有詳細注釋。
#include
#define uint unsigned int //宏定義無符號整型數 ...

請問這段程序怎樣理解？

uchar keyscan()
{
P2=0xfe;
temp=P2;
temp=temp&0xf0;
while(temp!=0xf0)
   {
   delay(5);
   temp=P2;
   temp=temp&0xf0;
   while(temp!=0xf0)
   {
   temp=P2;
   switch(temp)
   {
      case 0xee:num=1;
      break;
      case 0xde:num=2;
      break;
      case 0xbe:num=3;
      break;
      case 0x7e:num=4;
      break;
   }
   while(temp!=0xf0)
   {
      temp=P2;
      temp=temp&0xf0;
   }
   }
   }

作者: Baby_a 時間: 2017-8-5 13:07
二樓的程序你可以下載編譯后下到板子里試試，如果能行，就說明之前是你的軟件除了問題，如果還是不行，那么就是硬件接口有問題，看看連線是否正確，在使用時候，最好用LED燈作指示，現象明了。

作者: 李仲豪 時間: 2017-8-5 13:22

Baby_a 發表于 2017-8-5 13:07
二樓的程序你可以下載編譯后下到板子里試試，如果能行，就說明之前是你的軟件除了問題，如果還是不行，那么 ...

程序都有例子，正確是沒有問題的，我就是對于矩陣按鍵寫出來的程序不明白。

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