【E電路】4×4矩陣式鍵盤(pán)電路的改進(jìn)

　　51單片機系統中，經(jīng)常使用4×4鍵盤(pán)，一般情況下，都是使用一個(gè)8位的接口，外接16個(gè)按鍵。

　　下圖就是一個(gè)常規的4×4鍵盤(pán)電路圖。

　　這種常規的矩陣鍵盤(pán)電路，相信大家都司空見(jiàn)慣了，好多人都會(huì )編寫(xiě)它的驅動(dòng)程序。

　　圖中使用了P0口的8個(gè)引腳(P0.0~P0.7)，分別驅動(dòng)鍵盤(pán)的行和列。按鍵的編號，在圖中分別標注了0~F。

　　檢測按鍵的一般的思路是在四個(gè)列線(xiàn)，分別輸出一個(gè)低電平，然后輸入行線(xiàn)，逐行檢測是否存在低電平。

　　如果在某行有低電平出現，就說(shuō)明該行、列的交叉點(diǎn)上的按鍵，被按下了。

　　其實(shí)，這些行、列引線(xiàn)，是“分時(shí)”工作的，當在某一列輸出低電平的時(shí)候，其它的列，輸出的就是高電平。

　　如果利用這些輸出高電平的列，進(jìn)行輸入，那么就可以極大的節省IO接口的引線(xiàn)數量。

　　基于這個(gè)道理，在上圖中，下面的四個(gè)列驅動(dòng)引線(xiàn)(P0.4~P0.7)，就完全可以省去，只是使用行驅動(dòng)的引腳(P0.0~P0.3)來(lái)分時(shí)輸出低電平即可。

　　電路見(jiàn)下圖。

　　為了對引腳之間進(jìn)行隔離，圖中加上了四個(gè)二極管，確保只有在引腳輸出低電平的時(shí)候，方可把鍵盤(pán)中相應的列置為0。

　　針對這個(gè)電路，對按鍵的檢測方法，和常規的4×4鍵盤(pán)檢測思路是相同的，例如：

　　當在P0.0輸出低電平，即最左邊的列為0，這時(shí)檢測P0.1、P0.2及P0.3是否為0，可以判斷最左邊的三個(gè)按鍵是否按下;

　　當在P0.1輸出低電平，即左邊第二列為0，這時(shí)檢測P0.0、P0.2及P0.3是否為0，可以判斷左邊第二列的三個(gè)按鍵是否按下;

　　…………;

　　這個(gè)檢測按鍵是否按下的思路非常簡(jiǎn)單，會(huì )編寫(xiě)常規4×4鍵盤(pán)驅動(dòng)程序的網(wǎng)友，肯定都會(huì )編寫(xiě)出來(lái)這種電路的驅動(dòng)程序。

　　因為行和列使用了相同的IO引線(xiàn)，實(shí)際上，連接在同一個(gè)引線(xiàn)的行、列交叉點(diǎn)處的按鍵，就已經(jīng)失效了，那么就把把原來(lái)的按鍵，移動(dòng)出來(lái)，把二極管畫(huà)在交叉點(diǎn)，電路如下所示。

　　再把移出來(lái)四個(gè)按鍵連接在IO引線(xiàn)，另一端直接接地;把其它按鍵的編號，再整理一下，就成了下圖電路。

　　這個(gè)電路比常規的4×4鍵盤(pán)電路僅僅多用了四個(gè)二極管，但是卻節省了四條IO接口引線(xiàn)，這個(gè)意義是十分巨大的。

　　按照這個(gè)電路的設計思路，使用 n 條IO接口引線(xiàn)，就可以驅動(dòng) n×n 個(gè)按鍵。

　　那么用5個(gè)IO引腳，就可以驅動(dòng)5×5的鍵盤(pán)，這就足以滿(mǎn)足各種應用了。

　　網(wǎng)上也有一些其它類(lèi)型的節省接口的鍵盤(pán)電路，但是都有不足，不是電路過(guò)于復雜，就是驅動(dòng)的按鍵個(gè)數較少，遠遠不及本電路簡(jiǎn)單實(shí)用。

　　這是個(gè)完美的精簡(jiǎn)接口的4×4鍵盤(pán)電路，不僅可以用在51單片機系統，在使用其它MCU組建的電路中同樣適用。

　　針對這個(gè)電路，已經(jīng)用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言編寫(xiě)出了驅動(dòng)程序，因為匯編語(yǔ)言可以使用“位操作”指令，所以程序的比較簡(jiǎn)單;C語(yǔ)言的程序，就顯得累贅一些。