4x4矩阵键盘工作原理及扫描程序_4X4矩形键盘

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。

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。
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。
原理如同矩阵数列的行列式。

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。

软件程序实现

在这里宏定义一些GPIO的信息。

KEY.h

#ifndef _KEY_H#define _KEY_H#include "stm32f10x.h"//引脚#define S0 GPIO_Pin_0#define S1 GPIO_Pin_1#define S2 GPIO_Pin_2#define S3 GPIO_Pin_3#define S4 GPIO_Pin_4#define S5 GPIO_Pin_5#define S6 GPIO_Pin_6#define S7 GPIO_Pin_7//GPIO寄存器#define KEY_PORT GPIOB//时钟#define RCC_APB2_KEY  RCC_APB2Periph_GPIOB//函数定义void InitKey(void);int NumKey(void);//延时void Delay( uint32_t count ){ for(; count!=0; count--);}#endif /* _KEY_H  */

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。
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。

KEY.c

#include "KEY.h"void InitKey(void)//初始化KEY的GPIO{ //打开GPIO时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2_KEY,ENABLE); //把S0,S1,S2,S3配置为推挽输出 GPIO_InitTypeDef   GPIOInit; GPIOInit.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出 GPIOInit.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIOInit.GPIO_Pin=S0|S1|S2|S3; GPIO_Init(KEY_PORT,&GPIOInit);   //把S4,S5,S6,S7配置为下拉输入 GPIOInit.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIOInit.GPIO_Pin=S4|S5|S6|S7; GPIO_Init(KEY_PORT,&GPIOInit);    //0--3输出高，4--7输出低  GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);  GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);   }int NumKey(void)  //扫描键值{ int KeyVal=0;     //键值，后面自己设定的，用来设置按键的序号 u16 KeyWrite=0;   //写给GPIO的值  GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0 | 0xf));//0--3全部输出高  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  return -1;   else {  Delay(0xF);//消抖   if((KEY_PORT->IDR&0x00f0)==0x0000)   //如果4-7全为0，表示刚才是抖动造成的  return -1;  } GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x1));//让0-3输出0001  switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断 {  case 0x0010: KeyVal=16;break;  case 0x0020: KeyVal=12;break;  case 0x0040: KeyVal=8; break;  case 0x0080: KeyVal=4; break;  }  GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x2));//让0-3输出0010 switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断 {  case 0x0010: KeyVal=15;break;  case 0x0020: KeyVal=11;break;  case 0x0040: KeyVal=7; break;  case 0x0080: KeyVal=3; break;  } GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x4));//让0-3输出0100 switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断 {  case 0x0010: KeyVal=14;break;  case 0x0020: KeyVal=10;break;  case 0x0040: KeyVal=6; break;  case 0x0080: KeyVal=2; break;  } GPIO_Write(KEY_PORT,(KEY_PORT->ODR & 0xfff0|0x8));//让0-3输出1000 switch(KEY_PORT->IDR&0x00f0)//对4--7进行判断 {  case 0x0010: KeyVal=13;break;  case 0x0020: KeyVal=9;break;  case 0x0040: KeyVal=5; break;  case 0x0080: KeyVal=1; break; } return KeyVal;}

感觉有用，希望点一下再看。