单片机 矩阵式按键
一、简述
在单片机应用系统中，通过按键实现数据输入及功能控制是非常普遍的，通常在所需按键数量不多时，系统常采用独立式按键。需要按键数量比较多，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵。
工程文件等：链接: https://pan.baidu.com/s/1kCf8jGU26GR_Nv1P7xxngQ 密码: 8ax7
二、效果
三、工程结构
1、Keil工程
2、仿真电路
三、编程思路
没有按键按下时，X0~X3是低电平，Y0~Y3是高电平。
某一个按键按下，其所在的行是高电平，列是低电平。
1、判断有无键被按下
方法是：将全部行线X0～X3置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。
2、确定哪个键按下
方法是：在确认有键按下后，依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其他线为高电平(其实就是屏蔽其他行的按键状态，只有当前检测行的按键状态有效)；在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态，若某列为低(说明当前检测行有按键按下)，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按键。
四、代码
key.c文件
#include <reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uint key,key_num;//键盘扫描值，键盘键值
/********************************************************************/
//函数名：delay_1ms(uint x)
//功能：利用定时器0精确定时1ms； 自加 time_t的值为后面时间调整函数服务
//调用函数：
//输入参数：x,1ms计数
//输出参数：
//说明：延时的时间为1ms乘以x
/********************************************************************/
void delay_1ms(uint x)
{
TMOD=0X01;//开定时器0，工作方式为1
TR0=1;//启动定时器0；
while(x--)
{
TH0=0Xfc;//定时1ms初值的高8位装入TH0
TL0=0X18;//定时1ms初值的低8位装入TL0
while(!TF0);//等待，直到TF0为1
TF0=0;
}
TR0=0;//停止定时器0；
}
/**********************************************************/
//函数名：keyscan()
//功能：得出4x4键盘的行列扫描值
//调用函数：delay_1ms(uint x)
//输入参数：
//输出参数：
//说明：通过P1口的扫描得出扫描值key，无键按下key为16
/**********************************************************/
uchar keyscan()
{
uchar code_h; //行扫描值
uchar code_l; //列扫描值
P1=0XF0; //P1.0-P1.3全为0，(行状态全为低电平)
if((P1&0xF0)!=0XF0) //如果P1.4-P1.7不全为1，可能有键按下(为准确识别按键动作)
{
delay_1ms(5); //廷时去抖动，为准确识别按键动作
if((P1&0xF0)!=0XF0)//重读高4位(列状态)，若还是不全为1，定有键按下
{
code_h=0xfe; //开始行扫描 (0xfe:11111110)
while((code_h&0x10)!=0x00)//判断是否扫描四行(X0~X3)完毕，若不是，继续扫描(0x10:00010000)
{
P1=code_h; //P1.0置为0,其余高电平
if((P1&0xF0)!=0XF0) //如果P1.4-P1.7不全为1，该行有键按下(0xF0:11110000)
{
code_l=(P1&0xF0|0x0F);//保留P1口高4位，低4位变为1，作为列值
return((~code_h)+(~code_l));//键盘编码=行扫描值+列扫描值 (取反后用)
}
else //左移后补0，但是我们需要将其他位置1，所以+1
code_h=(code_h<<1)|0x01; //若该行无键按下，行扫描值左移+1，扫描下一行
}
}
}
return(16); //无键按下，返回0
}
/**********************************************************/
//函数名：keynum()
//功能：得出4x4按键的键值
//调用函数：keyscan()
//输入参数：
//输出参数：
//说明：通过key的值确定按键键值
/**********************************************************/
void keynum()
{
uchar i,j;
uchar code tab[4][4]={{0,1,2,3},{4,5,6,7},{8,9,10,11},{12,13,14,15}};
//4x4键盘各键值标注
key=16;
key = keyscan();//引入key值
if((key&0x01)!=0) i=0; //判断出按下按键的行列号 (即找出低电平的行、列)
if((key&0x02)!=0) i=1;
if((key&0x04)!=0) i=2;
if((key&0x08)!=0) i=3;
if((key&0x10)!=0) j=0;
if((key&0x20)!=0) j=1;
if((key&0x40)!=0) j=2;
if((key&0x80)!=0) j=3;
if(key!=16)
{
key_num = tab[i][j];//通过比较得出4x4键盘的键值
}
}
void main()
{
uint shi,ge;
shi = 0;
ge = 0;
P2 = 0x16;//初始值 为16
while(1)
{
keynum(); //获取到键值
if(key!=16)
{
shi = key_num/10;//获得十位
ge = key_num%10;//获得个位
if(shi)
{
P2 = 0x10|ge;
}
else
{
P2 = ge;
}
}
delay_1ms(10);//延时
}
}
五、总结
方式二：无按键按下时，4行均为低电平，4列电平均为高电平；按键按下时，按键所在行为高电平，所在列为低电平。
(此方式没有处理同时按下多个按键的问题)
key2.c文件
#include <reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uint key,key_num;//键盘扫描值，键盘键值
/********************************************************************/
//函数名：delay_1ms(uint x)
//功能：利用定时器0精确定时1ms； 自加 time_t的值为后面时间调整函数服务
//调用函数：
//输入参数：x,1ms计数
//输出参数：
//说明：延时的时间为1ms乘以x
/********************************************************************/
void delay_1ms(uint x)
{
TMOD=0X01;//开定时器0，工作方式为1
TR0=1;//启动定时器0；
while(x--)
{
TH0=0Xfc;//定时1ms初值的高8位装入TH0
TL0=0X18;//定时1ms初值的低8位装入TL0
while(!TF0);//等待，直到TF0为1
TF0=0;
}
TR0=0;//停止定时器0；
}
/**********************************************************/
//函数名：keyscan()
//功能：得出4x4键盘的行列扫描值
//调用函数：delay_1ms(uint x)
//输入参数：
//输出参数：
//说明：通过P1口的扫描得出扫描值key，无键按下key为16
/**********************************************************/
uchar keyscan()
{
P1=0XF0; //P1.0-P1.3全为0，(行状态全为低电平)
if((P1&0xF0)!=0XF0) //如果P1.4-P1.7不全为1，可能有键按下(为准确识别按键动作)
{
delay_1ms(5); //廷时去抖动，为准确识别按键动作
if((P1&0xF0)!=0XF0)//重读高4位(列状态)，若还是不全为1，定有键按下
{
return(~P1);//键盘编码 (取反后用)
}
}
return(16); //无键按下，返回0
}
/**********************************************************/
//函数名：keynum()
//功能：得出4x4按键的键值
//调用函数：keyscan()
//输入参数：
//输出参数：
//说明：通过key的值确定按键键值
/**********************************************************/
void keynum()
{
uchar i,j;
uchar code tab[4][4]={{0,1,2,3},{4,5,6,7},{8,9,10,11},{12,13,14,15}};
//4x4键盘各键值标注
key=16;
key = keyscan();//引入key值
if((key&0x01)!=0) i=0; //判断出按下按键的行列号 (即找出低电平的行、列)
if((key&0x02)!=0) i=1;
if((key&0x04)!=0) i=2;
if((key&0x08)!=0) i=3;
if((key&0x10)!=0) j=0;
if((key&0x20)!=0) j=1;
if((key&0x40)!=0) j=2;
if((key&0x80)!=0) j=3;
if(key!=16)
{
key_num = tab[i][j];//通过比较得出4x4键盘的键值
}
}
void main()
{
uint shi,ge;
shi = 0;
ge = 0;
P2 = 0x16;//初始值 为16
while(1)
{
keynum(); //获取到键值
if(key!=16)
{
shi = key_num/10;//获得十位
ge = key_num%10;//获得个位
if(shi)
{
P2 = 0x10|ge;
}
else
{
P2 = ge;
}
}
delay_1ms(10);//延时
}
}