什么是矩阵键盘？4＊4键盘的原理软件设计分析

一、什么是矩阵键盘

矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组，由于电路设计时需要更多的外部输入，单独的控制一个按键需要浪费很多的IO资源，所以就有了矩阵键盘，常用的矩阵键盘有4*4和8*8,其中用的最多的是4*4。

网上搜了两张实物图，大家可以看看

 

 

 

 

看上图就知道，4*4键盘还是很多地方用到的吧^_^

二、矩阵键盘的原理

矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4&TImes;4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。由于单片机IO端口具有线与的功能，因此当任意一个按键按下时，行和列都有一根线被线与，通过运算就可以得出按键的坐标从而判断按键键值。

原理如同矩阵数列的行列式

 

 

三、驱动电路图

按4*4矩阵搭建的按键矩阵还是比较简单的，也有的人为了保证电路的稳定性，加上二极管保护和上拉电阻，但是一般要求不太高的电路就不需要加了，向下面设置的电路那样就可以

 

 

四、软件程序设计

根据4*4键盘的原理软件设计程序如下：

//***************************************************

//函数功能：

//单片机驱动4*4键盘，读入键盘值并使用数码管静态

//显示按键键值，若没有数码管用8421码显示LED灯也可以的

//读入原理：先令单片机端口输出11110000读一次，然后

//再令单片机输出00001111读一次把两次的值相加，最后

//获取一个高位和低位分别有0的值即可判断键值，

//如11101110

//***************************************************

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

unsigned char code smg_d[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

//************************************************

//延时函数，在12MHz的晶振频率下

//大约50us的延时

//************************************************

void delay_50us(uint t)

{

uchar j;

for(;t>0;t--)

for(j=19;j>0;j--);

}

void main()

{

uchar key_l,key_h;

uchar key;

while(1)

{

P1=0xf0;

key_l=P1; //读P1端口的值

key_l=key_l&0xf0; //令低4位置位为0

if(key_l!=0xf0) //判断是否有按键按下

{

delay_50us(100);

if(key_l!=0xf0)

{ //若有按键按下，则切换高低4位判断键值

key_l=P1&0xf0; //11100000 获取第一次键值

key_l=key_l"0x0f;//11101111

P1=key_l; //反过来再读一次，由于人手按下按键的时间虽然短暂，但是

key_h=P1; //对于单片机来说，已经足够长，因此可以正反读取两次值

key_h=key_h&0x0f;//00001110

key_l=key_l&0xf0;//11100000

key=key_h+key_l; //11101110

}

}

switch (key)

{

case 0xee:P2=smg_d[0];break;

case 0xde:P2=smg_d[1];break;

case 0xbe:P2=smg_d[2];break;

case 0x7e:P2=smg_d[3];break;

case 0xed:P2=smg_d[4];break;

case 0xdd:P2=smg_d[5];break;

case 0xbd:P2=smg_d[6];break;

case 0x7d:P2=smg_d[7];break;

case 0xeb:P2=smg_d[8];break;

case 0xdb:P2=smg_d[9];break;

case 0xbb:P2=smg_d[10];break;

case 0x7b:P2=smg_d[11];break;

case 0xe7:P2=smg_d[12];break;

case 0xd7:P2=smg_d[13];break;

case 0xb7:P2=smg_d[14];break;

case 0x77:P2=smg_d[15];break;