如何使用单片机控制矩阵键盘

引言

矩阵键盘是一种常用的输入设备，它具有按键组合多、占用引脚少的特点，因此在许多电子设备中得到广泛应用。本文将介绍如何使用单片机控制矩阵键盘，以及如何进行矩阵键盘控制。

硬件准备

单片机开发板
矩阵键盘
杜邦线
面包板

硬件连接

将矩阵键盘的行引脚分别连接到单片机开发板的I/O口，并通过10K上拉电阻连接至Vcc。
将矩阵键盘的列引脚分别连接到单片机开发板的I/O口。

软件设计

1. 端口初始化

首先，我们需要对单片机的I/O口进行初始化。根据硬件连接，将对应的引脚设为输入或输出，设置为高电平或低电平。

#include <reg52.h>

#define ROWS_NUM 4    // 矩阵键盘行数
#define COLS_NUM 4    // 矩阵键盘列数

// 键盘矩阵行和列的GPIO口
sbit ROW1 = P1^0;
sbit ROW2 = P1^1;
sbit ROW3 = P1^2;
sbit ROW4 = P1^3;
sbit COL1 = P1^4;
sbit COL2 = P1^5;
sbit COL3 = P1^6;
sbit COL4 = P1^7;

// 初始化端口
void Port_Init() {
    ROW1 = 1;
    ROW2 = 1;
    ROW3 = 1;
    ROW4 = 1;
    COL1 = 1;
    COL2 = 1;
    COL3 = 1;
    COL4 = 1;
}

void main() {
    Port_Init();
    while(1){}
}

2. 矩阵键盘扫描

接下来，我们需要编写矩阵键盘的扫描函数，通过逐行测试，获知当前按下的按键。我们将按键的键码存储在一个二维数组中。

// 矩阵键盘键码表
unsigned char Key_Code[ROWS_NUM][COLS_NUM] = {
    {'1', '2', '3', 'A'},
    {'4', '5', '6', 'B'},
    {'7', '8', '9', 'C'},
    {'*', '0', '#', 'D'}
};

// 检查矩阵键盘是否按下
unsigned char Key_Scan() {
    unsigned char row, col;
    unsigned char key_code = 0xFF;  // 默认键码为0xFF，表示未按下按键
    for (row = 0; row < ROWS_NUM; row++) {
        switch(row) {
            case 0:
                ROW1 = 0;ROW2 = 1;ROW3 = 1;ROW4 = 1;break;
            case 1:
                ROW1 = 1;ROW2 = 0;ROW3 = 1;ROW4 = 1;break;
            case 2:
                ROW1 = 1;ROW2 = 1;ROW3 = 0;ROW4 = 1;break;
            case 3:
                ROW1 = 1;ROW2 = 1;ROW3 = 1;ROW4 = 0;break;
        }
        if (COL1 == 0) {
            col = 0;break;
        }
        if (COL2 == 0) {
            col = 1;break;
        }
        if (COL3 == 0) {
            col = 2;break;
        }
        if (COL4 == 0) {
            col = 3;break;
        }
    }
    if (row >= ROWS_NUM) {
        return key_code;  // 没有按键按下
    }
    else {
        key_code = Key_Code[row][col];  // 返回按下按键的键码
        while (!COL1 && !COL2 && !COL3 && !COL4);  // 等待按键释放
        return key_code;
    }
}

void main() {
    Port_Init();
    while(1){
        unsigned char key_code = Key_Scan();
        if (key_code != 0xFF) {
            // TODO: 处理按键操作
        }
    }
}

3. 按键处理

当矩阵键盘按键被检测到后，我们可以编写处理函数对按键进行响应。例如，当按下数字键1时，在数码管上显示数字1。

// 按键处理函数
void Key_Process(unsigned char key_code) {
    switch(key_code) {
        case '1':
            // TODO: 在数码管上显示1
            break;
        case '2':
            // TODO: 在数码管上显示2
            break;
        case '3':
            // TODO: 在数码管上显示3
            break;
        // ...
        default:
            break;
    }
}

void main() {
    Port_Init();
    while(1){
        unsigned char key_code = Key_Scan();
        if (key_code != 0xFF) {
            Key_Process(key_code);
        }
    }
}

总结

本文介绍了使用单片机控制矩阵键盘的方法，并给出了相应的硬件连接、端口初始化、矩阵键盘扫描、按键处理的代码示例。通过这些步骤，我们可以方便地实现对矩阵键盘的控制。

希望本文对你有所帮助，谢谢阅读！

本文来自极简博客，作者：飞翔的鱼，转载请注明原文链接：如何使用单片机控制矩阵键盘