07节-51单片机-矩阵键盘

1矩阵键盘原理

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
采用逐行或逐列的“扫描”，就可以读出任何位置按键的状态
按行扫描：
例如，我将P1赋初值为0xFF,如果我们需要按行扫描，我选择将P1_7赋值为0，就是选择了P17所在的第一行按键（即S1,S2,S3,S4)，那么我如果再要选择这一行的某个按键，则只需要将按列选择就行了，比如我要表示按下S1出发的反应，那么P1_3=0,即可表示按下了S1，其他的同理可得
按列扫描也不过是先将P_3赋初值为0，再选择某行，从而来定位某个按键。

根据情况选择按行，还是按列扫描，如果按行扫描存在和其他模块的引脚存在强烈冲突，那么就选择按列。

2.扫描的概念

数码管扫描（输出扫描）
原理：显示第1位→显示第2位→显示第3位→……，然后快速循环这个过程，最终实现所有数码管同时显示的效果
矩阵键盘扫描（输入扫描）
原理：读取第1行(列)→读取第2行(列) →读取第3行(列) → ……，然后快速循环这个过程，最终实现所有按键同时检测的效果
以上两种扫描方式的共性：节省I/O口

3.弱上拉

弱上拉，即输出的1驱动能力是有限的
弱上拉内部简单模型：

如果内部接高电平，外界也是高电平，那么读入的肯定是高电平;
如果内部接高电平，外界接地，是一种强GND，保持不了高电平，会被外界的强下拉拉到低电平，即输出1外界输入0，读进来的是0。
其他高系列的单片机，还有推挽输出，没有上拉电阻，高电平直接接到VCC,低电平直接接到GND，只能输出不能输入。
高阻输入:仅作为输入开漏输出:PO口




有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别
有无振荡源，有源蜂鸣器内部带振荡源，所以只要一通电就会叫；而无源蜂鸣器内部不带振荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫。

4.实战-实现矩阵键盘对应按钮按下显示对应值

目录结构：（仍然需要将之前的延时模块和LCD1602模块添加进来）

4.1配置代码模板

双击即可添加模板，方便快速写代码

MatrixKey.h

#ifndef __MATRIXKEY_H__
#define __MATRIXKEY_H__
unsigned char MatrixKey();
#endif
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MatrixKey.c

/**
  * @brief  矩阵键盘读取按键键码
  * @param  无参
  * @retval  KeyNumber 按下按键的键码值
	*          按下按键如果不放，那么程序将停留在该程序中，松手的一瞬间，返回按键键码：
  */
#include 
#include "Delay.h"
unsigned char MatrixKey()
{
	unsigned char KeyNumber=0;
	P1=0xFF;
	P1_3=0; //选择第一列
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=5;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=9;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=13;}
	P1=0xFF;
	P1_2=0; //选择第二列
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=6;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=10;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=14;}
  P1=0xFF;
	P1_1=0; //选择第三列
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=7;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=11;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=15;}
	P1=0xFF;
	P1_0=0; //选择第四列
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=8;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=12;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=16;}
	return KeyNumber;
}
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main.c

#include   //安装目录下找
#include "Delay.h"  //本文件目录找
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
unsigned char KeyNum;
void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"MatrixKey-wind：");
	while(1)
	{
		KeyNum=MatrixKey();
		if(KeyNum)
		{
			LCD_ShowNum(2,1,KeyNum,2);
		}
	}
}
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其他的延时函数和LCD1602见前面的文章。

5.键盘锁

通过设计一个密码锁，其中键1-10，作为输入密码按键，表示数字1-9和0，11按键作为确认键，12作为取消键。
注意：除了main.c文件，其他的和上一个文件相同，可直接复制上一个工程的文件。
main.c

#include 
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
#include "Delay.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned int Password,Count;
void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"PassWord:");
	while(1)
	{
		KeyNum=MatrixKey();
		if(KeyNum)
		{
			if(KeyNum<=10) //如果键码值小于等于10，作为按键，密码输入。
			{
				if(Count<4)
				{
					Password*=10;
					Password+=KeyNum%10;
					Count++;
					LCD_ShowNum(2,1,Password,4);
				}
			}
			if(KeyNum==11)  //如果键码值为11，则，表示确认密码
			{
				if(Password==2345)  //如果密码正确
				{
					Count=0;   //计数器和密码都清零
					Password=0;
					LCD_ShowString(1,14,"OK "); //显示ok
				}
				else
				{
					Count=0;
					Password=0;
					LCD_ShowString(1,14,"ERR");
				}
				LCD_ShowNum(2,1,Password,4); //清零之后显示
			}
			if(KeyNum==12)  //如果按键12，则取消，即清零。
			{
				Count=0;
				Password=0;
				LCD_ShowNum(2,1,Password,4);
			}
		}
	}
}

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