一、前言
????????使用STM32F103C8T6最小系统，实现4x4矩阵键盘的键值上报，通过串口调试助手打印相关的键值，使用的是逐行逐列扫描法，通过库函数实现。
二、概述
（ 一）矩阵键盘简述
????????矩阵键盘是单片机外部设备中所使用排布类似于矩阵键盘组，矩阵式结构的键盘会比独立键盘复杂一点，识别按键按下也会相对复杂。但是，需要使用大量的按键时，矩阵键盘的设计会减少I/O资源。常用的矩阵键盘有3x3、4x4、8x8等。
????????矩阵键盘又称行列式键盘，它是使用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线与列线的交叉处放置一个按键。
（二）矩阵键盘扫描方法
????????实现方法有两种，一种是逐行逐列扫描法，另一种是反线法。
1、逐行逐列扫描法
????????首先使列线连接的I/O引脚输出低电平，四条行线所连接的I/O引脚输出高电平。当有按键按下时，四条行线所连接的I/O引脚读取到的将时全部是高电平；而当有按键按下时，由于该按键所在的行线与列线相通，行线将被下拉到低电平。此时读取行线所连接的引脚，将不在是高电平，由此可以判断按键按下后，还要用逐行逐列扫描法来获取按键的键值。
? ? ? ? 逐行逐列扫描法的原理：逐列将列线将依次置低电平，读取行线，如果某一条行线为低电平，则说明该行线与当前为低电平的列线交叉点处的按键被按下，从判断按键按下。
2、反线法
? ? ? ? ?首先使P1口的高四位输出高电平，P1口低四位输出低电平，这时键盘的行线被拉高，列线被拉低。如果有按键按下，则某一条行线将被拉低，此时读取P1口高四位，读取到的将不再全为高电平，说明有按键按下。（在判断是否有按键按下这一点上，线反法与逐行逐列扫描法是一致的）根据读取到0值的I/O口所连接的行线，就可以判断出按下的按键位于哪一行。接下来使P1口的高四位输出低电平，P1口低四位输出高电平（即与上次输出的电平相反，因此称为线反法）。如果有按键按下，此时读取P1口低四位，读取到的将不再全为高电平，根据读取到0值的I/O口所连接的列线，就可以判断出按下的按键位于哪一列。综合按键所在的行线与列线，即可唯一确定按键所在位置，进而获取按键的键值。（适用于51单片机）
? ? ? ? 本例程是使用逐行逐列扫描法实现对矩阵键盘识别。
三、硬件连接
四、程序实例
1、初始化函数
void Matrix_ssKey_Pin_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
} 2、按键扫描函数
int Matrix_Key_Scan(void)
{
u8 temp = 0;
int key_val = -1;
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11); //拉低行线
delay_us(10);
temp=(GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8)&0xff;
//没有按键按下时扫描
if (temp == 0xf0)
{
delay_ms(50);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11); //拉低行线
delay_us(10);
temp=(GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8)&0xff;
if (temp != 0xf0) //按键按下时，对键值进行赋值
{
//第一行
GPIO_Write(GPIOB,0);
delay_ms(5);
GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xFE << 8));
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0)
{
delay_ms(20);//消抖
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0)
{
temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XFE); //对列进行扫描
switch(temp)
{
case 0xEE: key_val = 1; break;
case 0xDE: key_val = 2; break;
case 0xBE: key_val = 3; break;
case 0x7E: key_val = 4; break;
default: key_val = -1; break;
}
}
}
//第二行
GPIO_Write(GPIOB,0);
delay_ms(5);
GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xFD << 8));
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0)!= 0XF0)
{
delay_ms(20);
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0)
{
temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XFD);
switch(temp)
{
case 0xED: key_val = 5; break;
case 0xDD: key_val = 6; break;
case 0xBD: key_val = 7; break;
case 0x7D: key_val = 8; break;
default: key_val = -1; break;
}
}
}
//第三行
GPIO_Write(GPIOB,0);
delay_ms(5);
GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xFB << 8));
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0)
{
delay_ms(20);
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0)
{
temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XFB);
switch(temp)
{
case 0xEB: key_val = 9; break;
case 0xDB: key_val = 10; break;
case 0xBB: key_val = 11; break;
case 0x7B: key_val = 12; break;
default: key_val = -1; break;
}
}
}
//第四行
GPIO_Write(GPIOB,0);
delay_ms(5);
GPIO_Write(GPIOB,(uint16_t)(0xF7 << 8));
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) !=0XF0)
{
delay_ms(20);
if(((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF0) != 0XF0)
{
temp=((GPIO_ReadInputData(GPIOB) >> 8) & 0XF7);
switch(temp)
{
case 0xE7: key_val = 13; break;
case 0xD7: key_val = 14; break;
case 0xB7: key_val = 15; break;
case 0x77: key_val = 16; break;
default: key_val = -1; break;
}
}
}
}
}
return key_val;
}3、主函数
int main(void)
{
int key_val = 0;
Sys_Delay_Init();
Matrix_ssKey_Pin_Init();
Usart1_Pin_Init(115200);
printf("初始化成功\r\n");
while(1)
{
key_val = Matrix_Key_Scan();
if (key_val > 0 && key_val < 17)
printf("This is S%d key\r\n",key_val);
}
}
五、实验结果
六、参考文章
相关程序，有需要者自行下载
网盘链接：
? ??链接：https://pan.baidu.com/s/11_RbxZu375UOsUQXOm2s_A?
????提取码：cht5
?如有什么问题欢迎指出来，有什么模块可以联系博主，博主会查询资料分享出来。