按键矩阵的原理和实现代码
一、按键矩阵原理
1.原理图
2.原理图讲解
按键矩阵其实是通过八根引脚来检测按下按键，常规按键一个按键对应一个引脚口的输入，而按键矩阵通过8根引脚，4根为输入模块，4根为输出模式，输出模块式依次输出，输入模式依次扫描，从而确定按键矩阵按下的按键所处位置，从而节省引脚资源的使用，理论上来说按键矩阵做的越多按键，引脚资源的利用率越高，但是正常来说也没人会用到36键啥的按键吧哈哈哈哈哈哈哈。所以4X4的按键矩阵用的是最广泛的。
二、按键矩阵实现思路
实现思路很简单，用到了扫描法去扫描按键矩阵的四根输入引脚，四根输出引脚依次输出高电平。从而确定按下按键的位置，为了方便后面的二次开发，设置了全局结构体变量去保存这次扫描按键是否有检测到按键按下，按下的行，列位置和将按键转换成1到16的数值按下的是哪个数值，整体的难度不大，但是写起来有点繁琐，接来下上代码，源码链接我会放在下面有想要下载来二次开发的可以去下载看看哈，没有的也可以自己根据下面部分代码去实现大家想要的功能。
三、按键矩阵实现代码
main.c
/*
项目功能：按键矩阵按下通过串口发送按下的行、列、位数到调试助手
时间：2022.05.04
作者：嘻嘻子的呢
项目设备：STM32F103C8T6、按键矩阵、USB转TTL
项目接线：
USB转TTL
PA9 ---- RX
PA10---- TX
按键矩阵：
COL:
PA1--COL1
PA2--COL2
PA3--COL3
PA4--COL4
ROW:
PB1--ROW1
PB2--ROW2
PB3--ROW3
PB4--ROW4
*/
int main(void)
{
//系统功能，设备，硬件初始化
delay_init();
NVIC_Configuration();
USARTX_Init(USART1, 115200);
KEY_MATRIX_Init();
while(1)
{
KEY_MATRIX_Scan();
if(xKEY_MATRIX.res_flag == 1)
printf("按下第 %d 行 \t 第 %d 列 \t 第 %d 个按键\r\n",xKEY_MATRIX.res_row,xKEY_MATRIX.res_col,xKEY_MATRIX.res);
}
}
key_matrix.h
/*****************************************************************************
** 声明 全局变量
****************************************************************************/
typedef struct {
GPIO_TypeDef* GPIOx; //所用的GPIO端口
uint16_t Pinx; //所用的Pin引脚
}GPIO_GROUP;
typedef struct
{
uint8_t res_flag; // 检测结果 0：没有按下 1：有按下
uint8_t res_row; // 第几行
uint8_t res_col; // 第几列
uint8_t res; // 1-16 从左到右从上到下
}xKEY_MATRIX_TypeDef;
extern xKEY_MATRIX_TypeDef xKEY_MATRIX;
/*****************************************************************************
** 声明 全局函数
****************************************************************************/
void KEY_MATRIX_Init(void); // 按键矩阵初始化函数
void KEY_MATRIX_Scan(void); // 按键矩阵扫描函数
key_matrix.c
static void KEY_ROW_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
static void KEY_COL_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
//控制某行电压
static void Activate_ROW(uint8_t row, uint8_t status);
//按键矩阵全部行的电压全部设置
static void Activate_ALL_ROW(uint8_t status);
/******************************************************************************
* 函 数： KEY_MATRIX_Init
* 功 能： 按键矩阵初始化
* 参 数： 无
******************************************************************************/
void KEY_MATRIX_Init(void)
{
u8 i = 0;
//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY_MATRIX_APB2PERIPH,ENABLE);
//配置引脚
//KEY ROW 推挽输出电压
for(i = 0; i < 4; i++) KEY_ROW_Init(GPIO_KEY_ROW[i].GPIOx, GPIO_KEY_ROW[i].Pinx);
//KEY COL 下拉输入
for(i = 0; i < 4; i++) KEY_COL_Init(GPIO_KEY_COL[i].GPIOx, GPIO_KEY_COL[i].Pinx);
}
/******************************************************************************
* 函 数： Activate_ROW
* 功 能： 按键矩阵行电压变化
* 参 数： 无
******************************************************************************/
void Activate_ROW(uint8_t row, uint8_t status)
{
if (status) GPIO_SetBits(GPIO_KEY_ROW[row].GPIOx, GPIO_KEY_ROW[row].Pinx);
else GPIO_ResetBits(GPIO_KEY_ROW[row].GPIOx, GPIO_KEY_ROW[row].Pinx);
}
/******************************************************************************
* 函 数： Activate_ROW
* 功 能： 按键矩阵全部行电压一起变化
* 参 数： 无
******************************************************************************/
void Activate_ALL_ROW(uint8_t status)
{
int row;
for (row = 0; row < 4; row++) Activate_ROW(row, status);
}
/******************************************************************************
* 函 数： KEY_MATRIX_Scan
* 功 能： 从按键矩阵中读取按下按键的位置数据
* 参 数： 无
* 说 明： 调用后，获取到的数据，保存到结构体xKEY_MATRIX中
******************************************************************************/
void KEY_MATRIX_Scan(void)
{
u8 row = 0,col = 0;
//所有行电平置零复位
Activate_ALL_ROW(0);
//结构体res_flag清零
xKEY_MATRIX.res_flag = 0;
//每行电压变化 每次电压变化完检查列是否有读取到电压
//当读取到的时候即按键按下
for(row = 0; row < 4 ; row++)
{
//行电压变化
Activate_ROW(row, 1);
delay_ms(1);
for(col = 0; col < 4; col++)
{
//检测到高电平
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_KEY_COL[col].GPIOx,GPIO_KEY_COL[col].Pinx) == 1)
{
// 结构体赋值
xKEY_MATRIX.res_flag = 1;
xKEY_MATRIX.res_row = row + 1;
xKEY_MATRIX.res_col = col + 1;
xKEY_MATRIX.res = row * 4 + col + 1;
}
}
Activate_ROW(row, 0);
}
//所有行电平置零复位
Activate_ALL_ROW(0);
}
以上就是关于按键矩阵的源码展示啦，有需要下面链接下载哈，因为下载积分好像会动态的调整吧，如果觉得不着急的，可以下面留下邮箱或者私聊我哈，我发你也可以的，大家互相学习交流呀。
源文件链接
https://download.csdn.net/download/qq_45488746/85284058