介绍什么是矩阵键盘

矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组，由于电路设计时需要更多的外部输入，单独的控制一个按键需要浪费很多的IO资源，所以就有了矩阵键盘，常用的矩阵键盘有4X4和8X8,其中用的最多的是4X4。

  b0 ?, ]% R& i, ?& C矩阵键盘的原理

矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。
. d; z) P4 h5 F0 U在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。由于单片机IO端口具有线与的功能，因此当任意一个按键按下时，行和列都有一根线被线与，通过运算就可以得出按键的坐标从而判断按键键值。
/ b. ~( C8 g3 ]原理如同矩阵数列的行列式。

9 |7 b" n% ^6 [) e4 w, `

驱动电路图

按4*4矩阵搭建的按键矩阵还是比较简单的，也有的人为了保证电路的稳定性，加上二极管保护和上拉电阻，但是一般要求不太高的电路就不需要加了，向下面设置的电路那样就可以了。

1 X" w- O4 b( ?4 s4 s" u3 Z

软件程序实现

在这里宏定义一些GPIO的信息。

KEY.h

1. #ifndef _KEY_H
   
2. #define _KEY_H
   
3. #include "stm32f10x.h"
   
4. //引脚
   
5. #define S0 GPIO_Pin_0
   2 @; k. b' ?; k8 c% K; J& c/ X
6. #define S1 GPIO_Pin_1
   
7. #define S2 GPIO_Pin_2
   - B  R1 A4 e( z" |
8. #define S3 GPIO_Pin_3
   : u: }) \, x- y/ P
9. #define S4 GPIO_Pin_4
   # E% n" U; \$ Y9 H' G
10. #define S5 GPIO_Pin_5
    
11. #define S6 GPIO_Pin_6
    
12. #define S7 GPIO_Pin_7
    
13. //GPIO寄存器
    
14. #define KEY_PORT GPIOB
    $ ]2 N" e5 S! a0 o1 @
15. //时钟
    
16. #define RCC_APB2_KEY  RCC_APB2Periph_GPIOB
    $ D, e7 A: B& Y! H9 a; j% l
17. //函数定义
      u7 I" t4 _# P) T) O6 I0 M
18. void InitKey(void);
    
19. int NumKey(void);
    2 z+ B! f, ^# V0 k0 ^
20. //延时
    
21. void Delay( uint32_t count )
    
22. {
    + o! Z) e# u6 a+ F! ]
23. for(; count!=0; count--);
    
24. }
      N2 J& d$ C8 t" }- C. w" P% C
25. #endif /* _KEY_H  */

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在这里存放两个函数，一个是初始化矩形键盘GPIO口的函数，在函数里把前四个定义为推挽输出，后四个GPIO口定义为下拉输入。
" x" i0 t1 d% R0 r& o& s另一个函数是键盘扫描函数，通过函数返回值确定是举行键盘的哪一个按键被按下。

0 p/ f4 B1 P) k) v3 g' C

KEY.c

1. #include "KEY.h"
   
2. void InitKey(void)//初始化KEY的GPIO
   
3. {
   
4. //打开GPIO时钟
   2 R: n  M, e5 _5 v- a0 }1 B* R
5. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2_KEY,ENABLE);
   # e- O( }% s3 X2 t% Y
6. //把S0,S1,S2,S3配置为推挽输出
   
7. GPIO_InitTypeDef   GPIOInit;
   
8. GPIOInit.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
   ) M5 i/ |" e6 M( N1 m* c
9. GPIOInit.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
   ( L8 Y5 N" }9 V% k
10. GPIOInit.GPIO_Pin=S0|S1|S2|S3;
    0 Q: O7 j* Q0 K4 }9 M- l2 d0 o) H/ F
11. GPIO_Init(KEY_PORT,&GPIOInit);
    - S' L; d9 v8 K6 y& c
12. 
      y# G6 m9 ?0 R" s: c& e
13. //把S4,S5,S6,S7配置为下拉输入
    
14. GPIOInit.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
    
15. GPIOInit.GPIO_Pin=S4|S5|S6|S7;
    
16. GPIO_Init(KEY_PORT,&GPIOInit);
    
17. 
    $ o, h; q8 p$ u( F6 I3 Q9 o
18.   //0--3输出高，4--7输出低
    8 K0 E) J6 W7 Y  P: N. k1 ?
19.   GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);
    
20.   GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
    % c: }8 R. ]$ u
21.   
    
22. }
    # c( b5 x$ p, @& ]$ ~# B: k$ B- k
23. int NumKey(void)  //扫描键值
    1 E. g: |5 h) @* W
24. {
    7 a8 h7 K/ B$ I( ^9 ]) T8 v7 u
25. int KeyVal=0;     //键值，后面自己设定的，用来设置按键的序号
    . u6 A* Z' p+ r& n$ r4 f
26. u16 KeyWrite=0;   //写给GPIO的值
    
27. GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0 | 0xf));//0--3全部输出高
    ) |- ^9 `  _+ d5 t! Y  Z
28. if((KEY_PORT->IDR&0x00f0)==0x0000)   //如果4--7全为0，表示没有按键按下，返回值设置为-1
    3 c' c3 J. B9 P  W  T0 Z5 X5 C# h$ g0 C
29.   return -1;
    
30.   
    
31. else
    8 _6 Q0 F' i' f  b1 _
32. {
    ! r+ l2 i5 L" P" R/ H
33.   Delay(0xF);//消抖
    0 x% q; E5 ~" p7 E/ S4 p
34.    if((KEY_PORT->IDR&0x00f0)==0x0000)   //如果4-7全为0，表示刚才是抖动造成的
    8 g* w, z0 W$ S' S3 r( o& C0 ^8 e
35.   return -1;
    
36. }
    
37. GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x1));//让0-3输出0001
      B/ E( a2 d+ s2 G& ]; i
38. 
    
39. switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断
    1 i& ^5 K( t7 ~8 u
40. {
    
41.   case 0x0010: KeyVal=16;break;
    # f! o! d! a6 d% N' e
42.   case 0x0020: KeyVal=12;break;
    6 M; H) X3 y- _
43.   case 0x0040: KeyVal=8; break;
    & G4 j# C& [; f1 ]
44.   case 0x0080: KeyVal=4; break;
    
45. }
    % A/ \; q0 B7 P) |3 |
46. 
    - D% C. k, \! [) h+ ~8 q# K
47. GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x2));//让0-3输出0010
    " D9 Q+ d% G  W( m+ i
48. switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断
    " m$ x  F; e# \. B
49. {
    7 A3 h$ m) h# `  M
50.   case 0x0010: KeyVal=15;break;
    , j, a+ E; G2 d, k) l
51.   case 0x0020: KeyVal=11;break;
    . W4 _- ?4 y8 b: k
52.   case 0x0040: KeyVal=7; break;
    
53.   case 0x0080: KeyVal=3; break;
    . }' b$ P* d, N0 m' O" r- h+ h
54. }
    9 Z/ t  O- D/ G& H! H8 O9 G5 V
55. GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x4));//让0-3输出0100
    3 K7 _2 c. ?; k& X2 A
56. switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断
    
57. {
    # _1 k: a! z2 w
58.   case 0x0010: KeyVal=14;break;
    9 a; w% F4 r: [" q2 e
59.   case 0x0020: KeyVal=10;break;
    
60.   case 0x0040: KeyVal=6; break;
    , x7 i6 u! E$ h- V( \$ m
61.   case 0x0080: KeyVal=2; break;
    
62. }
    
63. GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x8));//让0-3输出1000
    
64. switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断
    # e1 Q$ _& S* p$ @8 e" T
65. {
    0 L0 m! |7 U! v
66.   case 0x0010: KeyVal=13;break;
    
67.   case 0x0020: KeyVal=9;break;
    ! ?7 W7 i- `/ b5 T9 ^8 _+ F8 n
68.   case 0x0040: KeyVal=5; break;
    
69.   case 0x0080: KeyVal=1; break;
    3 z- L' N  y- x, E2 \  v
70. }
    0 Q* \, }5 G# F; R
71. return KeyVal;
    ' ^, Z$ p$ X+ D% U2 p# N/ ]
72. }

复制代码

转载自： 跋扈洋
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