4x4矩阵键盘（STM32F103C8） |
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4x4矩阵键盘（STM32F103C8）
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一、前言
使用STM32F103C8T6最小系统，实现4x4矩阵键盘的键值上报，通过串口调试助手打印相关的键值，使用的是逐行逐列扫描法，通过库函数实现。 二、概述 （ 一）矩阵键盘简述矩阵键盘是单片机外部设备中所使用排布类似于矩阵键盘组，矩阵式结构的键盘会比独立键盘复杂一点，识别按键按下也会相对复杂。但是，需要使用大量的按键时，矩阵键盘的设计会减少I/O资源。常用的矩阵键盘有3x3、4x4、8x8等。 矩阵键盘又称行列式键盘，它是使用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线与列线的交叉处放置一个按键。 （二）矩阵键盘扫描方法实现方法有两种，一种是逐行逐列扫描法，另一种是反线法。 1、逐行逐列扫描法 首先使列线连接的I/O引脚输出低电平，四条行线所连接的I/O引脚输出高电平。当有按键按下时，四条行线所连接的I/O引脚读取到的将时全部是高电平；而当有按键按下时，由于该按键所在的行线与列线相通，行线将被下拉到低电平。此时读取行线所连接的引脚，将不在是高电平，由此可以判断按键按下后，还要用逐行逐列扫描法来获取按键的键值。 逐行逐列扫描法的原理：逐列将列线将依次置低电平，读取行线，如果某一条行线为低电平，则说明该行线与当前为低电平的列线交叉点处的按键被按下，从判断按键按下。 2、反线法 首先使P1口的高四位输出高电平，P1口低四位输出低电平，这时键盘的行线被拉高，列线被拉低。如果有按键按下，则某一条行线将被拉低，此时读取P1口高四位，读取到的将不再全为高电平，说明有按键按下。（在判断是否有按键按下这一点上，线反法与逐行逐列扫描法是一致的）根据读取到0值的I/O口所连接的行线，就可以判断出按下的按键位于哪一行。接下来使P1口的高四位输出低电平，P1口低四位输出高电平（即与上次输出的电平相反，因此称为线反法）。如果有按键按下，此时读取P1口低四位，读取到的将不再全为高电平，根据读取到0值的I/O口所连接的列线，就可以判断出按下的按键位于哪一列。综合按键所在的行线与列线，即可唯一确定按键所在位置，进而获取按键的键值。（适用于51单片机） 本例程是使用逐行逐列扫描法实现对矩阵键盘识别。 三、硬件连接
1、初始化函数 void Matrix_ssKey_Pin_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); }2、按键扫描函数 int Matrix_Key_Scan(void) { u8 temp = 0; int key_val = -1; GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11); //拉低行线 delay_us(10); temp=(GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8)&0xff; //没有按键按下时扫描 if (temp == 0xf0) { delay_ms(50); GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11); //拉低行线 delay_us(10); temp=(GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8)&0xff; if (temp != 0xf0) //按键按下时，对键值进行赋值 { //第一行 GPIO_Write(GPIOB,0); delay_ms(5); GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xFE > 8) & 0XF0) != 0XF0) { delay_ms(20);//消抖 if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0) { temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XFE); //对列进行扫描 switch(temp) { case 0xEE: key_val = 1; break; case 0xDE: key_val = 2; break; case 0xBE: key_val = 3; break; case 0x7E: key_val = 4; break; default: key_val = -1; break; } } } //第二行 GPIO_Write(GPIOB,0); delay_ms(5); GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xFD > 8) & 0XF0)!= 0XF0) { delay_ms(20); if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0) { temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XFD); switch(temp) { case 0xED: key_val = 5; break; case 0xDD: key_val = 6; break; case 0xBD: key_val = 7; break; case 0x7D: key_val = 8; break; default: key_val = -1; break; } } } //第三行 GPIO_Write(GPIOB,0); delay_ms(5); GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xFB > 8) & 0XF0) != 0XF0) { delay_ms(20); if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0) { temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XFB); switch(temp) { case 0xEB: key_val = 9; break; case 0xDB: key_val = 10; break; case 0xBB: key_val = 11; break; case 0x7B: key_val = 12; break; default: key_val = -1; break; } } } //第四行 GPIO_Write(GPIOB,0); delay_ms(5); GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xF7 > 8) & 0XF0) !=0XF0) { delay_ms(20); if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0) { temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF7); switch(temp) { case 0xE7: key_val = 13; break; case 0xD7: key_val = 14; break; case 0xB7: key_val = 15; break; case 0x77: key_val = 16; break; default: key_val = -1; break; } } } } } return key_val; }3、主函数 int main(void) { int key_val = 0; Sys_Delay_Init(); Matrix_ssKey_Pin_Init(); Usart1_Pin_Init(115200); printf("初始化成功\r\n"); while(1) { key_val = Matrix_Key_Scan(); if (key_val > 0 && key_val < 17) printf("This is S%d key\r\n",key_val); } } 五、实验结果
1、两种方式实现矩阵键盘扫描（含程序） 2、STM32 4*4矩阵键盘实现原理 3、stm32矩阵键盘学习笔记 相关程序，有需要者自行下载 网盘链接： 链接：https://pan.baidu.com/s/11_RbxZu375UOsUQXOm2s_A 提取码：cht5 如有什么问题欢迎指出来，有什么模块可以联系博主，博主会查询资料分享出来。 |
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