这款新型的矩阵键盘电路，把传统的矩阵键盘与单片机的中断结合起来，提高了按键输入的响应，同时利用数码管作为显示终端，显示输入的按键值。

原理简介

普通的4X4矩阵键盘接口原理图如下图所示，可以控制16按键的输入。为了读者更好的理解消化，这里再将矩阵键盘的扫描原理做一下简单介绍，电路上用单片机的PO口高四位控制键盘的行扫描，低四位控制列扫描。行线通过上拉电阻接到+5V上，无按键时，行线处于高电平状态；有键按下，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平为高。

举例说明，首先送扫描码“PO：Oxfe”，即PO：1111-1110，如图1，首先扫描第四列(POO -列)，高四位设置成高电平。此时，如果第四行与第四列交叉的按键被按下，即“0”按键按下，则PO=0111_1110，因为当这个按键被按下之后，第四行被第四列的扫描码电平短路，导致读取的P07位被拉低到低电平。这就是矩阵键盘的扫描原理，如果扫描第四列的时候，对应的行没有按键，就继续扫描第三列(“Oxfd”)，直到找到按下的按键为止。

单片机系统中，键盘和显示通常都是作为人机接口部分，因此，这部分的相应时间要求很高，即按下按键之后，马上就要求单片机进行相应的处理，普通情况的矩阵按键电路，需要不停的扫描按键的状态，不仅浪费系统CPU的资源，而且一旦在扫描周期之外，有按键按下，系统将检测不到此时的按键输入，实时性效果不好。如下图所示，系统周期T分为Tl键盘检测周期和T2其他程序周期，如果在其他程序周期内，有按键按下的话，系统将检测不到此时的按键。

下图为中断式键盘的输入原理，在整个程序周期T内任何时刻，如果有按键按下，将会产生一个中断输出，从而进入到中断服务程序执行优先级更高的按键扫描任务，读取键值之后，可以根据返回值做不同的处理，与上图相比，提高系统的按键响应时间，实时性效果更佳。

电路图详解

此矩阵键盘，在传统的矩阵键盘的输出端加了一个四输入与门芯片74HC21，，芯片管脚图如下左图所示，真值表如下右图所示。当A、B、C、D四路输入有一个为低电平的时候，输出为低电平。将74HC21的输出端接到单片机的0中断P32管脚上，这样在有任何一个按键按下的情况下，系统都会进入中断服务程序，提高了键盘响应时间，在系统实时性要求较高的情况下非常实用。上图为中断式矩阵键盘原理图。

(1)外部中断0的中断服务程序

(3)置标志位为1

(5)读取按键值子程序

(7)定义程序中使用的变量

(8)变量预置初值，准备扫描按键

(9)循环扫描4次，逐行扫描

(11)PO端口附变量的值

(12)、(13)延时一段时间

(14)判断是否有按键按下

(16)如果有按键按下，读取PO口按键的状态

(17)跳出扫描循环，已经读取到按键值

(19)如果当前行没有按键按下，循环左移一位，扫描下一行

(20)key变量赋值Oxff，为读取PO口做准备

(22)扫描结束后，循环16次查表比较读取的按键的对应码值

(23)如果找到对应的码值

(24)返回当前读取的按键值

(25)否则，返回一个错误码值，提示出错

主程序流程图如下图所示。

调试过程及要点

首先，接好硬件设备，将开发板通过串口线连接到电脑端，接好USB电源线或者直流Sv电源线。之后打开下载软件，选择生成的key.　hex文件，进行下载(注意冷启动，先点击下载，之后再给单片机系统上电)。程序下载之后，可以按下开发板上的4X4按键中的任意一个，并注意观察数码管上的显示。

采用四输入与门芯片74HC21与单片机的中断相连，大大地提高了系统的键盘输入响应时间，在一些对系统的实时性要求较高的场合有很好的应用。