单片机控制的矩阵键盘

在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。 【单片机控制的矩阵键盘】是单片机编程中常用的一种键盘设计方式，尤其适用于按键数量较多的情况，以减少对I/O口的占用。在矩阵键盘中，按键按照行列排列，每一行和每一列在交叉点通过按键连接，而非直接短路。这样，通过一个端口（例如P1口）可以控制4行4列，实现16个按键，相比于直接使用端口线，效率提高了一倍。随着线数增加，优势更为明显，例如增加一条线，能实现20键键盘，而直接使用端口线只能增加一键。 矩阵键盘的工作原理基于行扫描法。所有的行线被设置为低电平，然后检查列线的状态。如果有一列呈现低电平，表示至少有一个键被按下，此时闭合的按键位于低电平的列线与行线的交叉点。如果所有列线都为高电平，说明没有键被按下。在确认有键按下后，通过循环改变行线的电平状态，检测列线电平，找出具体闭合的键。例如，8031单片机的P1口可以被用来作为键盘的I/O口，其中行线和列线分别连接到P1口的高位和低位，列线带有上拉电阻连接到正电源，行线设置为输出，列线设置为输入。通过行扫描，可以识别出闭合的键，并将其行值和列值转换为对应的键值。 在实际应用中，还需要考虑消除按键的抖动问题，以确保CPU每次只处理一次按键动作。这通常通过延时检测来实现，即在检测到按键按下后，等待一段时间再次检测，确认按键是否稳定闭合。键盘扫描程序的流程包括检测是否有键按下、去除键抖动、识别闭合键以及再次去除键释放时的抖动。 矩阵键盘的处理程序设计需要考虑到操作者的习惯和应用需求，通常会占据应用程序的大部分代码。因此，编写前需要清晰规划逻辑，选择合适的算法，并在理解了基本原理后进行编码，这样才能高效地完成键盘处理功能。 单片机控制的矩阵键盘是资源优化和高效实现多键输入的有效手段，通过行扫描法和消除抖动策略，确保了键盘操作的准确性和可靠性。在单片机应用中，理解和掌握矩阵键盘的工作原理和编程方法至关重要。