矩阵按键原理

本实验使用STM32F103单片机，主题代码通用的。

如果每个按键占用一个GPIO引脚，对于使用多个按键来说就是一种资源的浪费，因此当我们在设计时，可以考虑矩阵这种方式。本实验使用4*4也就是16个按键。
矩阵按键相对于独立按键稍微麻烦一点。4x4矩阵按键按照矩阵方式分别分为4行4列。主要有两种方式，一种是逐行扫描、一种是行列扫描。
原理图：
在这里插入图片描述

逐行扫描

通过在矩阵按键的每一条行线上轮流输出低电平，检测矩阵按键的列线，当检测到的列线不全为高电平的时候，说明有按键按下。然后，根据当前输出低电平的行号和检测到低电平的列号组合，判断是哪一个按键被按下。

行列扫描

首先，在全部行线上输出低电平，检测矩阵按键的列线，当检测到的列线不全为高电平的时候，说明有按键按下，并判断是哪一列有按键按下。
然后，反过来，在全部列线上输出低电平，检测矩阵按键的行线，当检测到的行线不全为高电平的时候，说明有按键按下，并判断是哪一行有按键按下。
最后，根据检测到的行号和检测的列号组合，以判断是哪一个按键被按下。

流程

矩阵按键程序实现

根据是国内棉矩阵按键电路图，编写矩阵按键应用程序，轮徇K1～K8按键动作,当对应的按键按下后，返回对应的值：

矩阵按键：
/************************************
按键表盘为: 1 2 3 10
4 5 6 11
7 8 9 12
13 0 14 15
/K1-K4(行)/
/K5-K8（列）/
/************************************
K1—>PC0
K2—>PC1
K3—>PC2
K4—>PC3
K5—>PC4
K6—>PC5
K7—>PC6
***********************************************************************/

编程要点

（1）使能LED灯和矩阵按键的GPIO时钟。调用函数：
RCC_AHB1PeriphClockCmd();
（2）编写矩阵按键扫描程序。
（3）同2-STM32GPIO输入之按键

矩阵按键初始化

/************************************************************************* @brief KEY_Config 按键初始化配置* @brief 列检测初始化* @param  无* @retval 无***********************************************************************/static void KEY_Config(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*开启RCC时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);/*K1-K4(行)*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3);//设置引脚为GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//设置引脚速度50MHZGPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);/*K5-K8（列）*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);//设置引脚为推挽输出模式GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;//设置引脚速度50MHZGPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

矩阵按键扫描程序

/************************************************************************* @brief KEY_4_4_Scan 扫描函数  矩阵按键扫描，返回一个键值* @brief 列检测初始化* @param  无* @retval uint8_t***********************************
按键表盘为:  1   2  3   104   5  6   117   8  9   1213  0  14  15
************************************矩阵按键：/************************************
按键表盘为:  1   2  3   104   5  6   117   8  9   1213  0  14  15
/************************************K1--->PC0K2--->PC1K3--->PC2K4--->PC3K5--->PC4K6--->PC5K7--->PC6***********************************************************************/
uint8_t KEY_4_4_Scan(void)
{u8 KeyVal = 0;GPIO_Write(GPIOC, (GPIOC->ODR & 0xff00 | 0x000f)); // PC0-PC3全部输出高。if (((GPIOC->IDR & 0X00F0)) == 0x0000)             // PC4-PC7为0则没有按键按下(第一次检测按键是否有按下){return 0xFF;}else{Delay_ms(10);                          //软件延时if (((GPIOC->IDR & 0X00F0)) == 0x0000) // PC4-PC7为0则没有按键按下(第二次检测按键是否有按下){return 0xFF;}}GPIO_Write(GPIOC, ((GPIOC->ODR & 0xfff0) | 0x0001)); //仅将PC0置高switch ((GPIOC->IDR & 0X00f0))                       //第一行，从PC4开始拉高，其余为0，PC5-PC7一样{case 0x0010:KeyVal = 1; // PC4break;case 0x0020:KeyVal = 2; // PC5break;case 0x0040:KeyVal = 3; // PC6break;case 0x0080:KeyVal = 10; // PC7break;}while (((GPIOC->IDR & 0X00F0)) > 0) //等待按键释放，GPIO_Write(GPIOC, 0x0000);      //重新让PC0到PC3全部输出低。GPIO_Write(GPIOC, ((GPIOC->ODR & 0xfff0) | 0x0002)); //仅将PC1置高switch ((GPIOC->IDR & 0X00F0))                       //第一行，从PC4开始拉高，其余为0，PC5-PC7一样{case 0x0010:KeyVal = 4;break;case 0x0020:KeyVal = 5;break;case 0x0040:KeyVal = 6;break;case 0x0080:KeyVal = 11;break;}while (((GPIOC->IDR & 0X00F0)) > 0) //等待按键释放GPIO_Write(GPIOC, 0x0000);      //重新让PC0到PC3全部输出低。GPIO_Write(GPIOC, ((GPIOC->ODR & 0xfff0) | 0x0004)); //仅将PC2置高switch ((GPIOC->IDR & 0X00F0)){case 0x0010:KeyVal = 7;break;case 0x0020:KeyVal = 8;break;case 0x0040:KeyVal = 9;break;case 0x0080:KeyVal = 12;break;}while (((GPIOC->IDR & 0X00F0)) > 0)GPIO_Write(GPIOC, 0x0000); //重新让PC0到PC3全部输出低。GPIO_Write(GPIOC, ((GPIOC->ODR & 0xfff0) | 0x0008)); //仅将PC3置高switch ((GPIOC->IDR & 0X00F0)){case 0x0010:KeyVal = 13;break;case 0x0020:KeyVal = 0;break;case 0x0040:KeyVal = 15;break;case 0x0080:KeyVal = 16;break;}while (((GPIOC->IDR & 0X00F0)) > 0) //等待按键释放GPIO_Write(GPIOC, 0x0000);      //重新让PC0到PC3全部输出低。return KeyVal;
}

主函数

int main(void)
{uint8_t Key_value = 0;// 来到这里的时候，系统的时钟已经被配置成72M。LED_Config();BEEP_Config();SysTick_InitUP(); //配置10us中断一次USART_Config();KEY_Init();//矩阵按键代码测试while (1){Key_value = KEY_4_4_Scan();if (Key_value != 0xFF){Delay_ms(200);printf("Key_value=%d\r\n", Key_value);}Delay_ms(200);}
}