单片机外设矩阵键盘之线反转法识别原理与示例 |
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单片机外设矩阵键盘之线反转法识别原理与示例
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单片机外设矩阵键盘之线反转法识别原理与示例
1.概述
这篇文章主要介绍单片机接收 4X4矩阵键盘发出的指令，做出对应的反馈。其中主要介绍矩阵键盘线反转方式的识别原理和实操。 2.矩阵键盘线反转识别原理 2.1.矩阵键盘硬件接线原理矩阵键盘的硬件接线方式有多种，下面介绍的是常用的矩阵式接线。 4X4矩阵键盘由4行和4列构成，行和列分别为两层金属线的薄膜，中间加一层绝缘层，在每个按键的位置有一个开孔，当按下某个位置的按键的时候行薄膜片和列薄膜片就会相贴合，此时就会有电流导通。通过检测导通电流的行和列的位置确定该按键被按下。 线反转识别的设计非常巧妙，简化了代码的复杂度和冗余度。首先识别列号，然后在识别行号，经过两次识别确定按键位置，因此称为线反转识别。 线反转识别步骤如下 设置列识别模式 行为低4位，列为高4位，将行全部设置为0，列全部设置为1，十六进制值为 0xf0 识别列号 当按键按下的时候，某列的值就会变为0，因此可以获取对应列号，例如按下第一列 1110 反转 设置行识别模式 行为低4位，列为高4位，将行全部设置为1，列全部设置为0，十六进制值为 0x0f 识别行号 当按键按下的时候，某行的值就会变为0，因此可以获取对应行号，例如按下第一行 1110 行号 + 列号 = 按键号 将行号与列号做或运算得到一个8位二进制数值，转为十六进制就是按键对应的键码 2.线反转识别举例说明上面介绍了线反转识别的原理后，下面在通过一个例子掌握如何从原理转化为实际结果，示例中用1号按键举例，其他按键码值计算方式相同。 计算1号按键键码示例 根据上图的4X4接线图计算1号按键的键码，图中 KEYIN1~KEYIN4 是行，KEYOUT1~KEYOUT4是列。 设置列识别模式 将 KEYIN1~KEYIN4 全部设置为低电平模式，二进制就是 0000，KEYOUT1~KEYOUT4全部设置为高电平模式，二进制就是 1111，列为高4位，行为低4位，因此组合后一个8位二进制就是：1111 0000识别列号 按下1号按键，1号按键的接线是第一列，得到的列二进制就是 1110，行的二进制还是0000, 组合后一个8位二进制就是：1110 0000反转 设置行识别模式 将 KEYIN1~KEYIN4 全部设置为高电平模式，二进制就是 1111，KEYOUT1~KEYOUT4全部设置为低电平模式，二进制就是 0000，列为高4位，行为低4位，因此组合后一个8位二进制就是：0000 1111识别行号 按下1号按键，1号按键的接线是第一行，得到的行二进制就是 1110，列的二进制还是0000, 组合后一个8位二进制就是：0000 1110行号 + 列号 = 按键号 将行号与列号做或运算(1110 0000 | 0000 1110)得到一个8位二进制数值 1110 1110 ，转为十六进制 0xEE 3.矩阵键盘点亮LED灯实验 实验目标在程序中接收键盘按键的码值，对码值进行判断，控制LED灯打开和关闭。 硬件电路原理 LED灯正极接20号VCC引脚，负极接11号P3.7引脚键盘排线上有标号，1号对应12号P1.0引脚依次递增，8号对应19号P1.7引脚
核心代码介绍
KEY()函数的作用就是通过线反转法识别按键的键值，然后通过程序作出相应的动作。该函数将上面线翻转原理做了实现。 /* 函数名：线翻转法读取键盘按键值 调 用：? = Key (void); 参 数：无 返回值：0~0xff 结 果：连接Px接口的键盘读出返回值 备 注： */ unsigned char Key (void){//键盘处理函数 unsigned char a,b,c;//定义3个变量 //设置列识别模式：行为低4位，列为高4位，将行全部设置为0，列全部设置为1，二进制为：11110000，十六进制值为 0xf0 KEY = 0xf0; if(KEY != 0xf0){ //查寻键盘口的值是否变化 DELAY_MS (20);//延时20毫秒，去除按键抖动 if(KEY != 0xf0){//有键按下处理 a = KEY;//键值放入寄存器a } //翻转设置行识别模式：行为低4位，列为高4位，将行全部设置为1，列全部设置为0，二进制为：00001111，十六进制值为 0x0f KEY = 0x0f; c = KEY;//将第二次取得值放入寄存器c a = a|c;//将两个数据相或 switch(a){//对比数据值 case 0xee: b = 1; break;//对比得 到的键值给b一个应用数据 case 0xed: b = 2; break; case 0xeb: b = 3; break; case 0xe7: b = 4; break; case 0xde: b = 5; break; case 0xdd: b = 6; break; case 0xdb: b = 7; break; case 0xd7: b = 8; break; case 0xbe: b = 9; break; case 0xbd: b = 10; break; case 0xbb: b = 11; break; case 0xb7: b = 12; break; case 0x7e: b = 13; break; case 0x7d: b = 14; break; case 0x7b: b = 15; break; case 0x77: b = 16; break; default: b = 0; break;//键值错误处理 } } return (b);//将b作为返回值 } 完整代码 /* 程序名：线翻转法操作矩阵键盘 编写人：bruce 编写时间：2023年12月 硬件支持：STC12C2052AD系列 接口说明： 修改日志： NO.1- */ #include //STC12Cx052或STC12Cx052AD系列单片机头文件 sbit LED = P3 ^ 7; #define KEY P1 /* 函数名：毫秒级CPU延时函数 调 用：DELAY_MS (?); 参 数：1~65535（参数不可为0） 返回值：无 结 果：占用CPU方式延时与参数数值相同的毫秒时间 备 注：应用于1T单片机时i |
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