51 線(xiàn)反轉法 實(shí)現矩陣鍵盤(pán)檢測

1.矩陣鍵盤(pán) 線(xiàn)反轉法算法

1.1矩陣鍵盤(pán)

矩陣鍵盤(pán)是指將鍵盤(pán)按鈕放置在行線(xiàn)與列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上，由多行和多列就構成了矩陣鍵盤(pán)。下圖就是一個(gè)矩陣式鍵盤(pán)。

將鍵盤(pán)行線(xiàn)接到單片機的引腳之上[P35引腳，P36引腳]，將鍵盤(pán)列線(xiàn)接到單片機的另一些引腳之上[P31引腳，P32引腳，P33引腳，P34引腳]。

1.2線(xiàn)反轉法算法

對于外部鍵盤(pán)，程序在執行時(shí)必須隨時(shí)掃描鍵盤(pán)跟單片機連接引腳的電平，看是否有鍵盤(pán)按鈕被按下。而在掃描各個(gè)端口的時(shí)候，一次只能掃描到按鍵的哪一行或那一列，只有同時(shí)記錄被按下按鍵的行和列才能決定按鍵的坐標。

最直接的方式是先逐行檢測有哪一行的按鍵被按下，再逐列檢測有哪一列的按鈕被按下。這樣就能夠得到按鍵的行值和列值即得到按鍵的坐標，就檢測到了是哪一個(gè)按鍵被按下了。但是使用這種方法程序執行效率就跟矩陣的行數R和列數C有關(guān)了，每次檢測都需要檢測R * R次。

到了21世紀，線(xiàn)反轉法肯定會(huì )替代以上掃描方法的，因為這種檢測方法只需要兩次就可以?huà)呙璩鰜?lái)是哪一個(gè)按鍵被按下了。它是如何來(lái)實(shí)現就用掃面兩次就可以得到按鍵的坐標的呢？單片機的引腳在默認情況下為高電平，將接接矩陣鍵盤(pán)行的引腳置位低電平（0）[如上圖P3就應該被置為]，將接矩陣鍵盤(pán)列的引腳置位高電平（1），則結合上圖中的2X4鍵盤(pán)的P3端口的值應為宏值#define ROW_LOW_COLUMN_HIGH 0x9f，然后檢測接矩陣鍵盤(pán)列中是否有低電平出現，如果有則說(shuō)明在低電平列有按鈕被按下；若檢測到某列為低電平后，確定是哪一列，然后將行和列所接引腳電位反轉：行為高電平，列為低電平（結合上圖P3端口為宏值#define ROW_HIGH_COLUMN_LOW 0xe1），檢測行是否有高電平的行，如果有則確定是哪一行為高電平即確定哪一行有按鍵被按下。這樣就確定了一個(gè)按鍵的行和列坐標。

1.3線(xiàn)反轉法代碼實(shí)現

將以下函數放置在main函數中的主程序循環(huán)中就可以檢測到是否有按鍵被按下并得知按鍵的行坐標和列坐標：實(shí)現代碼如下

KEY_INDEX matrixKeyDown(){UINT temp;KEY_INDEX key_index;//鍵盤(pán)行為低電平，列為高電平P3	= ROW_LOW_COLUMN_HIGH;temp	= P3;temp	= temp & KEY_ALL_UP_IN_COLUMN;//檢測按鍵有沒(méi)有被按下if(temp != KEY_ALL_UP_IN_COLUMN){//消除是按鍵抖動(dòng)引起的嫌疑nms_delay(10);//再次檢測鍵盤(pán)有沒(méi)有被按下temp	= P3;temp	= temp & KEY_ALL_UP_IN_COLUMN;//檢測按鍵被按下的列if(temp != KEY_ALL_UP_IN_COLUMN){temp	= P3;switch(temp){case KEY_DOWN_IN_FIRST_COLUMN:key_index.column = FIRST_COLUMN_INDEX;break;case KEY_DOWN_IN_SECOND_COLUMN:key_index.column = SECOND_COLUMN_INDEX;break;case KEY_DOWN_IN_THIRD_COLUMN:key_index.column = THIRD_COLUMN_INDEX;break;case KEY_DOWN_IN_FOURTH_COLUMN:key_index.column = FOURTH_COLUMN_INDEX;break;default:;	//Do something}}//矩陣鍵盤(pán)端口反轉，檢測按鍵所在的行//此時(shí)的按鍵還在被按住,但是還是判斷一下按鍵是否還被按住//與檢測列的按下并列，需要檢測P3	= ROW_HIGH_COLUMN_LOW;temp	= P3;temp	&= KEY_ALL_UP_IN_ROW;if(temp != KEY_ALL_UP_IN_ROW){temp = P3;switch(temp){case KEY_DOWN_IN_FIRST_ROW:key_index.row	= FIRST_ROW_INDEX;break;case KEY_DOWN_IN_SECOND_ROW:key_index.row	= SECOND_ROW_INDEX;break;default:;}//如果有按鍵被按下，則需要在這里等待被釋放//思路是記錄到底是哪一個(gè)鍵被按下，可以換一個(gè)地方等待案件的釋放的//因為其它地方記錄了按鍵的坐標//其實(shí)只需要在這里檢測若行為KEY_ALL_UP_IN_ROW，則按鍵被釋放//temp = P3;//while(temp != KEY_ALL_UP_IN_ROW);}}return 	key_index;	}

此函數時(shí)檢測矩陣鍵盤(pán)中是否有按鍵被按下。KEY_INDEX是一個(gè)包含按鍵行和列坐標的結構體。temp = temp &KEY_ALL_UP_IN_COLUMN; KEY_ALL_UP_IN_COLUMN宏值為0x9f表示在列中的鍵盤(pán)全為高電平時(shí)的狀態(tài)，if(temp != KEY_ALL_UP_IN_COLUMN)表示若temp與此值做與運算后的值不為鍵盤(pán)全列為高電平狀態(tài)，則可能（還有可能是抖動(dòng)帶來(lái)的干擾）有按鍵被按下，于是用自定義延遲函數nms_delay(10);延遲10ms的時(shí)間來(lái)消除鍵盤(pán)抖動(dòng)（目的是進(jìn)一步判斷是否是按鍵真的被按下），然后用相同的方法判斷一次鍵盤(pán)是否全列都為高電平狀態(tài)，如果不是，則此時(shí)確實(shí)有按鍵被按下，則接下來(lái)用case語(yǔ)言判斷是哪一列的按鍵被按下，將被按下按鍵的列賦值給結構體的列值，從而得到按鍵的列值。得到列值之后，將接矩陣鍵盤(pán)行和列引腳P3反轉，因為此時(shí)已經(jīng)有按鍵被按下，所以無(wú)需再做消擾動(dòng)等操作。只需檢測是哪一行的按鍵被按下得到被按下按鍵的行值即可，代碼中還判斷了是否行值被按下，其實(shí)此時(shí)已經(jīng)有按鍵被按下，這一步可有可無(wú)。

最后函數將按鍵的列值和行值返回，供數碼管或LCD中顯示，是哪一個(gè)按鍵被按下了。實(shí)現人機合作。

2 擴展

這里代碼是對2X4矩陣鍵盤(pán)的掃描，其實(shí)以上程序設計方法適合任何矩陣鍵盤(pán)和任何其它的芯片。需要變動(dòng)的是接矩陣鍵盤(pán)的端口：將接矩陣鍵盤(pán)行引腳和列引腳找出來(lái)賦予合適的宏值[高低電平，將進(jìn)行檢測的行或列置成高電平，另一些引腳置為低電平]。另外還需要改動(dòng)的一個(gè)地方是，判斷矩陣式哪一行和哪一列被按下，增加一些行和列值即可。

3 運行結果

將鍵盤(pán)檢測函數的返回值送給數碼管動(dòng)態(tài)顯示（數碼管動(dòng)態(tài)顯示）函數，再將數碼管動(dòng)態(tài)顯示函數放置在主程序循環(huán)中。下載程序到單片機中，運行程序，當按下第一行第二列的按鍵時(shí)，數碼管顯示如下

按鍵[1][3]

按下2,4按鍵時(shí)顯示結果如下

按鍵[2][4]

此次筆記記錄完畢。