矩阵键盘

普通的按键，都是一个IO口控制一个按键，但是当按键数量变多时，单片机可能没有那么多的IO口来供给按键使用，这时候就需要用到矩阵键盘，比如45的矩阵键盘，用到了4+5共9根IO口线，可以控制45=20个按键。相应的，程序也要复杂些。

cubemx配置

X0到X3这4个IO口配置为低电平输出，无上拉，无下拉，即推挽方式，速度为中
Y0到Y4这5个IO口配置为EXTI外部中断模式，上拉，下降沿触发。

编程思路

1 X0~3配置为输出低电平
2 Y0~4配置为下降沿中断，但是芯片内部配置了上拉，所以无按键触发时不会进中断。
3 当有按键按下，比如X2Y4按下时，X2路的低电平会进入到Y4路，触发下降沿中断。
4 在Y4中断内，将Y4配置为低电平输出，而X0~3配置为上拉输入，记录下Y值为4
5 逐一检测X0~3的电平，哪一路为低，即对应的为X键值，本例X值为2
6 综合x=2, y=4, 即可知道是哪一个按键按下了。

代码编写

定义一个结构体，有按键触发时，active置1，x，y分别记录行列值，num是最后的键值。

typedef struct KEYBOARD_TYPEDEF
{
  u8 active;
  u8 x;
  u8 y;
  u8 num;
}KEYBOARD_Typedef;

KEYBOARD_Typedef keyboard;
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以Y4为例，列出一路中断如下：

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 0 */
    if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_FLAG(KEY_Y4_Pin))
    {
        delay_us(10);
        if(KEY_Y4_READ() != 0)
        {
            HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
            return;
        }
        delay_us(10);
        if(KEY_Y4_READ() != 0)
        {
            HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
            return;
        }
        delay_us(10);
        if(KEY_Y4_READ() != 0)
        {
            HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
            return;
        }
        keyboard.active = 1;
        keyboard.y = 4;
    }
    keyboard_scan();
  /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
  /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 1 */
}
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增加了几次延时，作为键盘消抖的判断
确认不是误触发后，active置1，并相应的y值。
最后调用键盘扫描函数，来确认X的键值。
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引脚功能模式切换

//切换GPIO引脚的方向
//port 端口号
//pin号
//dir 方向，0为输入，1为输出, 2为EXTI
void pin_io_switch(GPIO_TypeDef *port, u32 pin, u8 mode)
{
    switch(mode)
    { 
        case GPIO_IN://输入
            GPIO_InitStruct.Pin = pin;
            GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
            GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
            HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);
            break;
        case GPIO_OUT://输出
            GPIO_InitStruct.Pin = pin;
            GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
            GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
            GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;
            HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);
            break;
        case GPIO_EXTI:
            GPIO_InitStruct.Pin = pin;
            GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
            GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
            HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);
            break;
    }
}
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本函数用来确认X轴的键值。

void keyboard_scan(void)
{
    u16 i,j;
    u8 x0, x1, x2, x3;
    u8 temp, current;
    
    if(keyboard.active == 0)
    return;

	//关中断
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI3_IRQn);	
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI4_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI9_5_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI15_10_IRQn);

	//X0~3切换为输入状态
    pin_io_switch(KEY_X0_PORT, KEY_X0_Pin, GPIO_IN);    //X0  PC13
    pin_io_switch(KEY_X1_PORT, KEY_X1_Pin, GPIO_IN);    //X1  PC14
    pin_io_switch(KEY_X2_PORT, KEY_X2_Pin, GPIO_IN);    //X2  PC15
    pin_io_switch(KEY_X3_PORT, KEY_X3_Pin, GPIO_IN);    //X3  PB7

	//只将相应的一路Y口切换为输出状态，Y的数值，在中断函数中设置过
    switch(keyboard.y)
    {
        case 0:
            pin_io_switch(KEY_Y0_PORT, KEY_Y0_Pin, GPIO_OUT);
            KEY_Y0_SET(0);  //Y0  PB6
            break;
        case 1:
            pin_io_switch(KEY_Y1_PORT, KEY_Y1_Pin, GPIO_OUT);
            KEY_Y1_SET(0);  //Y0  PB5
            break;
        case 2:
            pin_io_switch(KEY_Y2_PORT, KEY_Y2_Pin, GPIO_OUT);
            KEY_Y2_SET(0);  //Y0  PB4
            break;
        case 3:
            pin_io_switch(KEY_Y3_PORT, KEY_Y3_Pin, GPIO_OUT);
            KEY_Y3_SET(0);  //Y0  PB3
            break;
        case 4:
            pin_io_switch(KEY_Y4_PORT, KEY_Y4_Pin, GPIO_OUT);
            KEY_Y4_SET(0);  //Y0  PA15
            break;
    }

    //读取X轴的状态
    x0 = KEY_X0_READ();   //X0  PC13
    x1 = KEY_X1_READ();   //X1  PC14
    x2 = KEY_X2_READ();   //X2  PC15
    x3 = KEY_X3_READ();   //X3  PB7
    if(x0 == 0)
        keyboard.x = 3;     //X方向从左开始为x3, x2, x1, x0
    else if(x1 == 0)
        keyboard.x = 2;     //与电路图上相反，下一版电路要把方向改过来，改为x0,x1,x2,x3
    else if(x2 == 0)
        keyboard.x = 1;
    else 
        keyboard.x = 0;
    keyboard.num = keyboard.y*4 + keyboard.x; //计算键值，0~19

	//将Y口配置为EXTI，上拉
    pin_io_switch(KEY_Y0_PORT, KEY_Y0_Pin, GPIO_EXTI);
    pin_io_switch(KEY_Y1_PORT, KEY_Y1_Pin, GPIO_EXTI);
    pin_io_switch(KEY_Y2_PORT, KEY_Y2_Pin, GPIO_EXTI);
    pin_io_switch(KEY_Y3_PORT, KEY_Y3_Pin, GPIO_EXTI);
    pin_io_switch(KEY_Y4_PORT, KEY_Y4_Pin, GPIO_EXTI);
    
    //将X口配置为输出，低电平
    pin_io_switch(KEY_X0_PORT, KEY_X0_Pin, GPIO_OUT);
    pin_io_switch(KEY_X1_PORT, KEY_X1_Pin, GPIO_OUT);
    pin_io_switch(KEY_X2_PORT, KEY_X2_Pin, GPIO_OUT);
    pin_io_switch(KEY_X3_PORT, KEY_X3_Pin, GPIO_OUT);
    KEY_X0_SET(0);
    KEY_X1_SET(0);
    KEY_X2_SET(0);
    KEY_X3_SET(0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
}
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最后在主程序中检查keyboard.active，若不为0，则表示有按键按下，此时需要做相应处理，并且将keyboard中的各成员清零。