单片机编辑库四之矩阵按键

article/2025/1/17 6:16:25

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单片机编辑库四之矩阵按键

之前为大家介绍了独立按键的原理和使用方法，这一章给大家带来一个升级体验——矩阵按键，话不多说，直接开始今天的内容。

一、矩阵按键的原理

大家常见的矩阵键盘一般是4x4的矩阵键盘，这种资料网上非常多，大家可不懂的可自行查阅，我给大家以较为通俗的语言介绍一下矩阵键盘的使用，我在这次的例程中采用了两种方式的矩阵键盘，一种是常见的4x4，一种是2x3的键盘：
4x4矩阵键盘:
在这里插入图片描述
2x3矩阵键盘：
在这里插入图片描述
对于矩阵键盘中按下按键的检验通常是采用行扫描和列扫描的方式，检测方法与独立按键类似；

行检测：

令每一列的按键引脚为低电平，即使对应的引脚为0，每一行的按键引脚为高电平，即使对应的引脚为1,，这样当有按键被按下时，就可以通过检验每一行按键引脚的电平是否为低电平即可。
例如，对于2x3的矩阵键盘，令p2.2，p2.3，p2.4为低电平(0)，令p2.0,p2.1为高电平(1)，当第一排任意一个按键被按下，p2.0都会为0，此时系统就能检测到第一排的按键被按下；想通的，若是第二排任意一个按键被按下，p2.1都会为0，此时系统就能检测到第二排的按键被按下。

列检测：

列检测与行检测相似，即令每一行的按键引脚为低电平，即使对应的引脚为0，每一列的按键引脚为高电平，即使对应的引脚为1,，这样当有按键被按下时，就可以通过检验每一列按键引脚的电平是否为低电平即可。
例如，对于2x3的矩阵键盘，令p2.0,p2.1为低电平(0)，令p2.2，p2.3，p2.4为高电平(1)，当第一列任意一个按键被按下，p2.2都会为0，此时系统就能检测到第一列的按键被按下；想同的，若是第二排任意一个按键被按下，p2.3都会为0，此时系统就能检测到第二列的按键被按下；第三列依旧如此获取。

当行检测与列检测都完成之后，我们就可以获取按键的坐标，通过按键的坐标系统就能完成相应按键的功能，我的坐标方法是 获取坐标值=获取行*10+获取列，这样获取的坐标十位就是按键按下的行，个位就是按键按下的列，代码如下：

void rank_key_scan()
{Rank_KeyValue=0;//每次进入重新赋值为0，防止按键值停留在上一次按下的情况row1=row2=1;						list1=list2=list3=0;		//先令行为1，确定行号if(row1!=1||row2!=1)//如果电位不是高电平了，则说明有按键按下了{delay_ms(10);//延时10ms进行消抖if(row1==0)//如果是第一行的按键被按下{Rank_KeyValue=1;}else if(row2==0)//如果是第二行的按键被按下{Rank_KeyValue=2;}else{Rank_KeyValue=0;}}row1=row2=0;						list1=list2=list3=1;		//先令列为1，确定列号if(list1!=1||list2!=1||list3!=1)//如果电位不是高电平了，则说明有按键按下了{delay_ms(10);//延时10ms进行消抖if(list1==0)//如果是第一行被按下{Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+1;}else if(list2==0){Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+2;}else if(list3==0){Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+3;}}while(list1!=1||list2!=1||list3!=1);//等待按键被松开
}

这是对于2x3的键盘而言，而对于4x4的矩阵键盘则要方便的多，4x4的按键正好用到8个引脚，可以对应51单片机的一个端口，因此，至于要代码就会简介很多：

void rank_key_scan()
{Rank_KeyValue=0;//每次进入重新赋值为0，防止按键值停留在上一次按下的情况GPIO_KEY=0x0f;if(GPIO_KEY!=0x0f)//读取按键是否按下{delay_ms(10);//延时10ms进行消抖if(GPIO_KEY!=0x0f)//再次检测键盘是否按下{	//测试行GPIO_KEY=0X0F;switch(GPIO_KEY){case(0X0e):	Rank_KeyValue=1;break;case(0X0d):	Rank_KeyValue=2;break;case(0X0b): Rank_KeyValue=3;break;case(0X07):	Rank_KeyValue=4;break;}//测试列GPIO_KEY=0XF0;switch(GPIO_KEY){case(0Xe0):	Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+1;break;case(0Xd0):	Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+2;break;case(0Xb0): Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+3;break;case(0X70):	Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+4;break;}while(GPIO_KEY!=0xf0);	 //检测按键松手检测}}
}

二、功能设定

对于举证按键所实现的功能，为了方便观察，我还是采用控制 led灯的方法，系统检测我所按下的按键坐标，然后点亮相应的 led灯，比如，我按下的按键坐标是（1,1），系统就点亮p0.0上的led灯，坐标是（2，2）则点亮p0.1上的 led灯，示例中我只用到了4个按键，即对角线上的4个按键，大家使用时可自行添加功能。

仿真图

在这里插入图片描述
处理函数：

void handele_rank_key()//按键处理函数
{rank_key_scan();//按键扫描函数在此处调用if(Rank_KeyValue!=0)//如果有按键按下{switch(Rank_KeyValue){case 11://第一行第一列P0=0x01;break;case 22://第二行第二列P0=0x02;break;case 23://第二行第三列P0=0x03;break;case 33://第三行第三列P0=0x04;break;case 32://第三行第二列P0=0x05;break;case 44://第四行第四列P0=0x00;break;default:break;}}
}

例程四：矩阵按键

完整的相应功能代码如下：
rankkey.h:

#ifndef _RANKEY_H
#define _RANKEY_H#include "reg52.h"#define GPIO_KEY P1  	//定义整个P1（从P1.0到P1.7）端口作为矩阵按键口/**单独定义行*****/
sbit row1=P2^0;				//定义P2.0为矩阵按键的第一行
sbit row2=P2^1;				//定义P2.1为矩阵按键的第二行
/****************//**单独定义行*****/
sbit list1=P2^2;			//定义P2.2为矩阵按键的第一列
sbit list2=P2^3;			//定义P2.3为矩阵按键的第二列
sbit list3=P2^4;			//定义P2.4为矩阵按键的第三列
/****************/extern unsigned int Rank_KeyValue;//定义全局变量，在这里不能进行赋值，需要在其他C文件中重新定义赋值void rank_key_scan();//矩阵按键扫描函数#endif

rankey.c:

#include "rankey.h"
#include "delay.h"//延时函数头文件unsigned int Rank_KeyValue=0;//重新定义全局变量并赋值void rank_key_scan()
{Rank_KeyValue=0;//每次进入重新赋值为0，防止按键值停留在上一次按下的情况/********采用整个对端口定义的方式：			*/GPIO_KEY=0x0f;if(GPIO_KEY!=0x0f)//读取按键是否按下{delay_ms(10);//延时10ms进行消抖if(GPIO_KEY!=0x0f)//再次检测键盘是否按下{	//测试行GPIO_KEY=0X0F;switch(GPIO_KEY){case(0X0e):	Rank_KeyValue=1;break;case(0X0d):	Rank_KeyValue=2;break;case(0X0b): Rank_KeyValue=3;break;case(0X07):	Rank_KeyValue=4;break;}//测试列GPIO_KEY=0XF0;switch(GPIO_KEY){case(0Xe0):	Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+1;break;case(0Xd0):	Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+2;break;case(0Xb0): Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+3;break;case(0X70):	Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+4;break;}while(GPIO_KEY!=0xf0);	 //检测按键松手检测}}/************************************//********采用单个端口号定义的方式：			*/row1=row2=1;						list1=list2=list3=0;		//先令行为1，确定行号if(row1!=1||row2!=1)//如果电位不是高电平了，则说明有按键按下了{delay_ms(10);//延时10ms进行消抖if(row1==0)//如果是第一行的按键被按下{Rank_KeyValue=1;}else if(row2==0)//如果是第二行的按键被按下{Rank_KeyValue=2;}else{Rank_KeyValue=0;}}row1=row2=0;						list1=list2=list3=1;		//先令列为1，确定列号if(list1!=1||list2!=1||list3!=1)//如果电位不是高电平了，则说明有按键按下了{delay_ms(10);//延时10ms进行消抖if(list1==0)//如果是第一行被按下{Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+1;}else if(list2==0){Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+2;}else if(list3==0){Rank_KeyValue=Rank_KeyValue*10+3;}}while(list1!=1||list2!=1||list3!=1);//等待按键被松开/************************************/}

handle.h:

#ifndef _HANDLE_H
#define _HANDLE_H//为了方便起见，可以把主函数里面包含的头文件全部包含在这里，除了"handle.h"
#include "reg52.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"
#include "rankey.h"void handle_Init();//初始化处理函数void handele_led();//led处理函数
void handele_key();//按键处理函数
void handele_rank_key();//矩阵按键处理函数
void handele_beep();//蜂鸣器处理函数#endif

handle.c:

/*该函数用于处理所有需要实现的功能函数，目的是减少在主函数中程序显得杂乱
*/
#include "handle.h"void handle_Init()//初始化处理函数
{P1=0x00;led_init();//初始化LED系统beep_init();//蜂鸣器初始化
}void handele_led()//led处理函数
{water_Lamp();
}void handele_beep()//蜂鸣器处理函数
{beep_work();
}void handele_key()//按键处理函数
{key_scan();//按键扫描函数在此处调用if(KeyValue!=0)//如果有按键按下{switch(KeyValue){case 1://如果按下的是按键1，点亮ledlamp_flag=1;led_on();delay_ms(100);break;case 2://如果按下的是按键2，熄灭ledled_off();break;case 3://如果按下的是按键3，熄灭蜂鸣器鸣叫handele_beep();break;default:break;}}
}void handele_rank_key()//按键处理函数
{rank_key_scan();//按键扫描函数在此处调用if(Rank_KeyValue!=0)//如果有按键按下{switch(Rank_KeyValue){case 11://第一行第一列P0=0x01;break;case 22://第二行第二列P0=0x02;break;case 23://第二行第三列P0=0x03;break;case 33://第三行第三列P0=0x04;break;case 32://第三行第二列P0=0x05;break;case 44://第四行第四列P0=0x00;break;default:break;}}
}

主程序：
main.c:

#include "reg52.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"
#include "rankey.h"#include "handle.h"void main()
{handle_Init();//调用初始化处理函数while(1){handele_led();//调用led处理函数handele_key();//调用按键处理函数handele_rank_key();//矩阵按键处理函数}
}

矩阵按键程序框架

在这里插入图片描述

仿真演示

在这里插入图片描述

程序下载

程序传送门


http://chatgpt.dhexx.cn/article/2tDsoSOx.shtml

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