单片机矩阵式键盘的构造原理及编程方法

　　1.矩阵式键盘的构造及原理

　　矩阵式键盘由行线和列线构成，按键坐落行、列线的穿插点上，其构造如图所示。

　　由图可知，一个 4 × 4 的行、列构造能够构成一个富含 16 个按键的键盘，显着，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节约许多 I/O 口。

　　

　　矩阵式键盘中，行、列线别离联接到按键开关的两头，行线经过上拉电阻接到＋ 5V 上。当无键按下时，行线处于高电平状况；当有键按下时，行、列线将导通，此刻，行线电平将由与此行线相连的列线电平抉择。这是辨认按键是不是按下的要害。可是，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键地址行线和列线的电平，各按键间将彼此影响，因而，有必要将行线、列线信号协作起来作恰当处理，才华断定闭合键的方位。

　　2.矩阵式键盘按键的辨认

　　辨认按键的办法许多，其间，最多见的办法是扫描法。下面以图中 8 号键的辨以为例来阐明扫描法辨认按键的进程。

　　按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键按下时处在高电平。显着，假定让悉数的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会致使行线电平的改动，因而，有必要使悉数列线处在低电平。只需这么，当有键按下时，该键地址的行电平才会由高电平变为低电平。 CPU 依据行电平的改动，便能断定相应的行有键按下。 8 号键按下时，第 2 行必定为低电平。可是，第 2 做法低电往常，能否必定是 8 号键按下呢？

　　答复是不是定的，由于 9 、 10 、 11 号键按下，相同会使第 2 做法低电平。为进一步断定详细键，不能使悉数列线在同一时刻都处在低电平，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，别的列线均处于高电平，另一时刻，让下一列处在低电平，依此循环，这种顺次轮番每次选通一列的作业办法称为键盘扫描。选用键盘扫描后，再来查询 8 号键按下时的作业进程，当第 0 列处于低电往常，第 2 行处于低电平，而第 1 、 2 、 3 列处于低电往常，第 2 行却处在高电平，由此可断定按下的键应是第 2 行与第 0 列的穿插点，即 8 号键。

　　3.键盘的编码

　　关于独立式按键键盘，因按键数量少，可依据实习需要活络编码。关于矩阵式键盘，按键的方位由行号和列号专一断定，因而可别离对行号和列号进行二进制编码，然后将两值构成一个字节，高 4 位是行号，低 4 位是列号。如图 7.5 中的 8 号键，它坐落第 2 行，第 0 列，因而，其键盘编码应为 20H 。选用上述编码关于纷歧样行的键离散性较大，晦气于散转指令对按键进行处理。因而，可选用顺次摆放键号的办法对按排进行编码。以图 7.5 中的 4 × 4 键盘为例，可将键号编码为： 01H 、 02H 、 03H 、 … 、 0EH 、 0FH 、 10H 等 16 个键号。编码彼此改换可经过核算或查表的办法完毕。

　　4.键盘的作业办法

　　对键盘的照应取决于键盘的作业办法，键盘的作业办法应依据实习运用体系中 CPU 的作业状况而定，其挑选的准则是既要确保 CPU 能及时照应按键操作，又不要过多占用 CPU 的作业时刻。通常，键盘的作业办法有三种，即编程扫描、守时扫描和接连扫描。

　　编程扫描办法

　　编程扫描办法是运用 CPU 完毕其它作业的空闲时刻，调用键盘扫描子程序来照应键盘输入的恳求。在施行键功用程序时， CPU 不再照应键输入恳求，直到 CPU 从头扫描键盘接连。

　　键盘扫描程序通常应包含以下内容：

　　（1） 差异有无键按下。

　　（2） 键盘扫描获得闭合键的行、列值。

　　（3） 用核算法或查表法得到键值。

　　（4） 差异闭合键是不是开释，如没开释则持续等候。

　　（5） 将闭合键键号保留，一同转去施行该闭合键的功用。