【单片机】矩阵键盘函数

0引言

参考郭天祥老师的矩阵键盘讲解视频，前几天看了郭老师的视频学习到了一些有用的知识，因此写篇博客记录一些知识与程序，作为储备。

1按键原理

按键的工作原理就是按下按键则闭合端口，松开按键则断开端口，这里讲的是按键抖动原理。（上图取自郭老师的ppt）

1.1硬件消抖

当按键未按下时，输出为1;当键按下时，输出为0。使按键因弹性抖动而产生瞬时断开(抖动跳开B)，只要按键不返回原始状态A，双稳态电路的状态不改变，输出保持为0，不会产生抖动的波形，因为当B端口输入0以后，RS锁存器将保持上一个状态。
也就是说，即使B点的电压波形是抖动的，但经双稳态电路之后，其输出为正规的矩形波。

1.2软件消抖

软件消抖主要使用增加延时函数和增加标志位两种方法

1.2.1延时函数

通过if或者while语句进行检测按键是否按下，若按下则进入相关语句，通过延时5ms进行消抖，再次检测是否按下按键，若确实按下则进行相应操作，最后使用whlie语句来判断按键是否松开。

void delay(unint z)
{unint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);//延时1ms
}

if(key1==0){delay(5);//消除抖动if(key1==0){//具体操作}while(!key1);//松手判断delay(5);//松手消抖while(!key1);}

1.2.2标志位消抖

这是通过设定一个标志位来代替延时函数的方法，当判断按键按下进入if语句后对标志位进行赋值，而后通过标志位与key状态同时判断。

void key_config()
{//按下输入状态为0，按键外接上拉电阻//赋初值flag=0if(key0==0&&flag==0){flag=1;//改变标志位}if(flag==1&&key0==1){//具体操作flag=0;//重置标志位相当于松手检测}
}

2按键键盘原理

上图是按键键盘的原理图，同样参考郭老师的PPT，采用了行扫描，大致的原理即将P1口赋4次初值，而后进行四次扫描P1的高四位若有相应位被拉低，则得到某行某列按键被按下。

3实际例子

按下16个矩阵键盘依次在数码管上显示1到f。如按下第一个显示1，第二个显示2…
由于这个例子较简单，直接上代码，将键盘扫描的实现封装到一个函数中。

#include "reg52.h"
#define unchar unsigned char
#define unint unsigned int
sbit dula=P2^6;//段选信号
sbit wela=P2^7;//位选信号unchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71,0,
0x36,0x79,0x38,0x3f,0};//1到F数组 code将数组中的数据放程序存储器中
unchar num=17,temp,num1;
unchar keyscan();//封装好的按键键盘函数
void display(unchar num11);
void init();
void delay(unint z)
{unint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);//1ms
}int main()
{init();while(1){display(keyscan());}}
unchar keyscan()
{P3=0xfe;temp=P3;while(temp!=0xfe){delay(5);temp=P3;while(temp!=0xfe){switch(temp){case 0xee:num=1;break;case 0xde:num=2;break;case 0xbe:num=3;break;case 0x7e:num=4;break;}while(temp!=0xfe){temp=P3;}}}P3=0xfd;temp=P3;while(temp!=0xfd){delay(5);temp=P3;while(temp!=0xfd){switch(temp){case 0xed:num=5;break;case 0xdd:num=6;break;case 0xbd:num=7;break;case 0x7d:num=8;break;}while(temp!=0xfd){temp=P3;}}}P3=0xfb;temp=P3;while(temp!=0xfb){delay(5);temp=P3;while(temp!=0xfb){switch(temp){case 0xeb:num=9;break;case 0xdb:num=10;break;case 0xbb:num=11;break;case 0x7b:num=12;break;}while(temp!=0xfb){temp=P3;}}}P3=0xf7;temp=P3;while(temp!=0xf7){delay(5);temp=P3;while(temp!=0xf7){switch(temp){case 0xe7:num=13;break;case 0xd7:num=14;break;case 0xb7:num=15;break;case 0x77:num=16;break;}while(temp!=0xf7){temp=P3;}}}return num;
}void display(unchar num11)
{dula=1;P0=table[num11-1];dula=0;
}
//初始化
void init()
{   dula=1;P0=0;dula=0;wela=1;P0=0xc0;wela=0;}

可以看到主要的思想是先将P3口赋值（这里TX-1C开发板的按键键盘与P3口相连），而后将P3口状态输出到temp变量中，通过while语句判断temp的值是否改变，while(真)则进入循环并且一直进行循环直到while(假)跳出循环。若temp值（高四位）改变，说明有按键被按下经过延时与反复检测，确定有某行按键按下，而后使用switch/case语句，进行判断是哪行那列按键按下，不断对比过程中可输出相应按键编号，最后使用while语句进行判断按键是否松开，如果松开则说明一次按键检测结束，将松开按键后的P3口状态再次赋值给temp变量用于跳出while循环，通过函数的封装可以返回一个值，该值即被按下按键的编号。

4感悟

学完按键键盘后主要掌握了switch语句，熟悉了一下相关按键消抖与while语句应用，最后就是记录了函数封装。