前言
? ? ? ? 写这各博客是我开始看江科大自化协会的视频b站，结果在看矩阵按键的时候看不懂，翻了基本书，仔细琢磨后得到了其中的原理，于是写了这个博客，和大家分享。
一、硬件原理
???????要理解如何矩阵程序，就要明白其内部电路。图13-1是8051与行列式键盘的接口电路图。要明白斜杠表示什么，为什么要有电源，为什么电源下面接了4个电阻。
???????图13-1电路图其表示的含义是，16个按键以4*4矩阵形式排列，通过8个接口判断按键是否按下。其中中间一个斜杆代表一个按键，当按键按下去时，按键处的横线和纵线连接在一起导通，此时两条线电压相等，按键没有按下去时，两个导线不导通；P2.0~P2.3为按键的行，只输出数据！！！，其值是程序内部设定的；P2.4~P2.7为按键的列，只读数据！！！（计算机可以读取这个数据的值，来判断按键是否按下），正常情况下，因为列上面连接一个+5V电源所以，P2.4~P2.7为高电平，当按键按下去后，因为有电阻的原因P2.4~P2.7的电压可以改变，变为和按键的行一样的电压。【整段重点理解】
二、判断程序
1.程序分析
按键输入信息的主要过程：
1）确定按下哪个按键
2）把此按键换成计算机能识别的代码，并将其输出在数码管或者LCD1602
用程序扫描法识别思路：
1）令所有口都先置位1，P2=0xff（因为在端口作为外部输入线，也就是读引脚时要通过指令，把端口锁存器置1，然后指向读引脚操作，否则就可能读入出错。如果不懂这里可以看一下书本上8051接口各通道逻辑图的部分）。再将第一行P2.0置为0，判断输出端口P2.4~P2.7是否有为0的值，有则该处按键按下；若没有则将P2.1置为0，判断输出端口P2.4~P2.7是否有为0的值，有则该处按键按下，无则判断P2.2；如此循环到P2.3结束（P2.0~P2.3为输出端口，写程序控制其数据，P2.4~P2.7为输入端口，这个数据才可以读取）。
举例如下：
????????假设我按的是第二行第一列的按键；
? ? ? ? 先令所有接口置1，P2=0xff，接着令P2.0=0，扫描P2.4~P2.7，因为按下第二行第一列的按键，其P2.1和P2.4行列连接，但是初始的时候，置P2.1为1，所以P2.4还是为1.。所以所有列读取的数据都为1；再令所有接口都为1，P2=0xff，接着令P2.1=0，此时其P2.1和P2.4行列连接，所以此时P2.4=0，当用电脑判断有列为0时，则表示这个按键按下去了。
代码如下：
?? ?P2=0xff;
?? ?P2_3=0;
?? ?if(P2_7==0){Delay(20);while(P2_7==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
?? ?if(P2_6==0){Delay(20);while(P2_6==0);Delay(20);KeyNumber=5;}
?? ?if(P2_5==0){Delay(20);while(P2_5==0);Delay(20);KeyNumber=9;}
?? ?if(P2_4==0){Delay(20);while(P2_4==0);Delay(20);KeyNumber=13;}
2.模块化程序【最重要理解是main.c和最后一个Matrixkey()程序！！】
main.c：//主程序
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"?? ??? ?//包含Delay头文件
#include "LCD1602.h"?? ?//包含LCD1602头文件
#include "MatrixKey.h"?? ?//包含矩阵键盘头文件
unsigned char KeyNum;
void main()
{
?? ?LCD_Init();?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//LCD初始化
?? ?LCD_ShowString(1,1,"MatrixKey:");?? ?//LCD显示字符串
?? ?while(1)
?? ?{
?? ??? ?KeyNum=MatrixKey();?? ??? ??? ??? ?//获取矩阵键盘键码
?? ??? ?if(KeyNum)?? ??? ??? ??? ??? ??? ?//如果有按键按下
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?LCD_ShowNum(2,1,KeyNum,2);?? ?//LCD显示键码
?? ??? ?}
?? ?}
}delay.c//延时程序
void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}LCD1602.c//LCD1602常见程序库
#include <REGX52.H>
//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0
//函数定义：
/**
* @brief LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Delay()
{
unsigned char i, j;
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
/**
* @brief LCD1602写命令
* @param Command 要写入的命令
* @retval 无
*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Command;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602写数据
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Data;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602设置光标位置
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
if(Line==1)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
}
else if(Line==2)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
}
}
/**
* @brief LCD1602初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Init()
{
LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵
LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关
LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动
LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @param Char 要显示的字符
* @retval 无
*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
LCD_SetCursor(Line,Column);
LCD_WriteData(Char);
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param String 要显示的字符串
* @retval 无
*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=0;String[i]!='\0';i++)
{
LCD_WriteData(String[i]);
}
}
/**
* @brief 返回值=X的Y次方
*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
unsigned char i;
int Result=1;
for(i=0;i<Y;i++)
{
Result*=X;
}
return Result;
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~65535
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
unsigned int Number1;
LCD_SetCursor(Line,Column);
if(Number>=0)
{
LCD_WriteData('+');
Number1=Number;
}
else
{
LCD_WriteData('-');
Number1=-Number;
}
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~4
* @retval 无
*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i,SingleNumber;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
if(SingleNumber<10)
{
LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
}
else
{
LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
}
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
}
}Matrixkey()//判断哪个按键按下程序
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
unsigned char MatrixKey()
{
unsigned char KeyNumber=0;
P2=0xFF;
P2_7=0;
if(P2_3==0){Delay(20);while(P2_3==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
if(P2_2==0){Delay(20);while(P2_2==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
if(P2_1==0){Delay(20);while(P2_1==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
if(P2_0==0){Delay(20);while(P2_0==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
P2=0xFF;
P2_6=0;
if(P2_3==0){Delay(20);while(P2_3==0);Delay(20);KeyNumber=5;}
if(P2_2==0){Delay(20);while(P2_2==0);Delay(20);KeyNumber=6;}
if(P2_1==0){Delay(20);while(P2_1==0);Delay(20);KeyNumber=7;}
if(P2_0==0){Delay(20);while(P2_0==0);Delay(20);KeyNumber=8;}
P2=0xFF;
P2_5=0;
if(P2_3==0){Delay(20);while(P2_3==0);Delay(20);KeyNumber=9;}
if(P2_2==0){Delay(20);while(P2_2==0);Delay(20);KeyNumber=10;}
if(P2_1==0){Delay(20);while(P2_1==0);Delay(20);KeyNumber=11;}
if(P2_0==0){Delay(20);while(P2_0==0);Delay(20);KeyNumber=12;}
P2=0xFF;
P2_4=0;
if(P2_3==0){Delay(20);while(P2_3==0);Delay(20);KeyNumber=13;}
if(P2_2==0){Delay(20);while(P2_2==0);Delay(20);KeyNumber=14;}
if(P2_1==0){Delay(20);while(P2_1==0);Delay(20);KeyNumber=15;}
if(P2_0==0){Delay(20);while(P2_0==0);Delay(20);KeyNumber=16;}
return KeyNumber;
}
总结
理解好矩阵按键的硬件原理才能理解矩阵按键程序的写法。