矩陣鍵盤的掃描原理很多教材都介紹過，在這里再贅述一遍。
以4X4鍵盤為例，首先按照下圖制作電路。
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2021-11-15 14:19 上傳
然后將HOR1-HOR4連接到單片機的輸入引腳上去；LON1-LON4連接到單片機的開漏輸出引腳上去，注意這4個引腳必須設置為開漏模式！
程序上首先將LON1所連接的IO輸出低電平其余3個IO輸出高電平，同時檢測HOR1-HOR4的電平來獲取K1-K4的按鍵狀態；然后將LON2所連接的IO輸出低電平其余3個IO輸出高電平，同時檢測HOR1-HOR4的電平來獲取K5-K8的按鍵狀態；依次類推。
但是這個電路是有BUG的，比如同時按下K1、K5和K6，當LON1為低電平的時HOR1檢測到是低電平沒有問題；因為K2沒有被按下所以我們希望HOR2是高電平，但是由于K1、K5、K6同時按下電流從VCC通過R2再通過K6再通過K5再通過K1流到LON1，所以實際上HOR2也是低電平這時候程序就認為K2被按下了導致出錯。
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2021-11-15 14:40 上傳
解決這個問題很簡單只需要在合適的位置加一個二極管，利用其單向導電性阻擋電流跨列流動就行了。
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2021-11-15 14:42 上傳
好了，接下來是單片機代碼時間
- #ifndef __Key_matrix_H
- #define __Key_matrix_H
- #include "gpio.h"
- #include "gpio_bool.h"
- /*務必把這4個輸出IO設置為上拉輸入*/
- #define KEY_HOR1 PAin(7)
- #define KEY_HOR2 PAin(6)
- #define KEY_HOR3 PAin(5)
- #define KEY_HOR4 PAin(4)
- /*務必把這4個輸出IO設置為開漏*/
- #define KEY_LON1 PBout(0)
- #define KEY_LON2 PCout(5)
- #define KEY_LON3 PCout(4)
- #define KEY_LON4 PCout(3)
- #define KEY_PRESS_TIME 20//消抖常數
- #define KEY_LONG_PRESS_TIME 3000//單個按鍵長按閾值3s
- /*通過讀取(只讀)這三個變量即可獲得按鍵的單按、長按和組合鍵信息*/
- extern volatile uint16_t Key_Phy_Num;
- extern volatile uint8_t Key_Pulse_Num;
- extern volatile uint16_t Key_LP_Num;
- typedef enum
- {
- KPL_DISABLE=0,
- KPL_ENABLE
- }K_L_P;//按鍵的長按狀態
- typedef struct
- {
- K_L_P KEY_LONG_PRESS;
- uint16_t KeyOpenCount;
- uint8_t KOC_EN;
- uint16_t KeyCloseCount;
- uint8_t KCC_EN;
- }Key_Para;
- exter Key_Par Key_1,Key_2,Key_3,Key_4,Key_5,Key_6,Key_7,Key_8,Key_9,Key_10,Key_11,Key_12,Key_13,Key_14,Key_15,Key_16;
- void Clear_Key_Pulse_Num(void);//當讀取完Key_Pulse_Num后調用
- void KeyCount_Run(void);//在1ms滴答里調用
- void Key_Scan(void);//大循環或者滴答里邊都行
- #endif
- #include "Key_matrix.h"
- Key_Par Key_1,Key_2,Key_3,Key_4,Key_5,Key_6,Key_7,Key_8,Key_9,Key_10,Key_11,Key_12,Key_13,Key_14,Key_15,Key_16;
- volatile uint16_t Key_Phy_Num=0; //Key_Phy_Num每一個bit代表一個按鍵的狀態
- volatile uint8_t Key_Pulse_Num=0;//當某一個按鍵從按下到彈起的過程中(非長按)始終只有該按鍵被操作，則Key_Pulse_Num被修改為該鍵的序號
- volatile uint16_t Key_LP_Num=0; //Key_LP_Num每一個bit代表一個按鍵的長按狀態
- uint8_t KeyCom=0;//組合鍵是否出現
- static void Key_Num_Read(Key_Para* Key,uint16_t KPN,uint8_t Pulse,uint8_t Key_Hor)
- {
- if(Key_Hor == 0)
- {
- Key->KOC_EN=0;//按鍵按下立即清除(松開)計數
- if(Key->KeyCloseCount > KEY_PRESS_TIME)
- {
- /*消抖方法為檢測到按鍵被(持續)按下超過20ms*/
- Key_Phy_Num|=KPN;//消抖完畢后記錄被按下的按鍵的鍵值
- if(Key->KeyCloseCount > KEY_LONG_PRESS_TIME)
- {
- /*檢測到按鍵被(持續)按下超過3秒*/
- Key->KEY_LONG_PRESS=KPL_ENABLE;
- Key_LP_Num|=KPN;
- Key->KCC_EN=0;
- }
- else
- {
- /*時間不夠啟動計數*/
- Key->KCC_EN=1;
- }
- }
- else
- {
- /*時間不夠啟動計數*/
- Key->KCC_EN=1;
- }
- }
- else
- {
- Key->KCC_EN=0;//按鍵松開立即清除(按下)計數
- if(Key->KeyOpenCount > KEY_PRESS_TIME)
- {
- if((Key_Phy_Num==KPN)&&(KeyCom==0)&&(Key->KEY_LONG_PRESS!=KPL_ENABLE))
- {
- //按鍵被按下過&&非長按&&不是在組合鍵周期,該按鍵釋放時發出生命周期為直到被讀取或者直到有新按鍵被按下的脈沖
- Key_Pulse_Num=Pulse;
- }
- //清除該位
- Key_Phy_Num&=(~KPN);
- Key_LP_Num&=(~KPN);
- /*檢測到(持續)松開20ms*/
- Key->KEY_LONG_PRESS=KPL_DISABLE;
- Key->KOC_EN=0;
- }
- else
- {
- Key->KOC_EN=1;
- }
- }
- }
- /********************************************************/
- static void Key_Count(Key_Para *Key)
- {
- if(Key->KOC_EN==0)
- {
- Key->KeyOpenCount=0;
- }
- else if(Key->KeyOpenCount>=50000)
- {
- Key->KeyOpenCount=50000;
- }
- else
- {
- Key->KeyOpenCount++;
- }
- if(Key->KCC_EN==0)
- {
- Key->KeyCloseCount=0;
- }
- else if(Key->KeyCloseCount>=50000)
- {
- Key->KeyCloseCount=50000;
- }
- else
- {
- Key->KeyCloseCount++;
- }
- }
- /********************************************************/
- void Clear_Key_Pulse_Num(void)
- {
- Key_Pulse_Num=0;
- }
- /********************************************************/
- void KeyCount_Run(void)
- {
- Key_Count(&Key_1);
- Key_Count(&Key_2);
- Key_Count(&Key_3);
- Key_Count(&Key_4);
- Key_Count(&Key_5);
- Key_Count(&Key_6);
- Key_Count(&Key_7);
- Key_Count(&Key_8);
- Key_Count(&Key_9);
- Key_Count(&Key_10);
- Key_Count(&Key_11);
- Key_Count(&Key_12);
- Key_Count(&Key_13);
- Key_Count(&Key_14);
- Key_Count(&Key_15);
- Key_Count(&Key_16);
- }
- /********************************************************/
- static void Recognition_KeyCombination(void)
- {
- uint8_t i=0,j=0;
- uint16_t Data=0;
-
- Data=Key_Phy_Num;
- for(i=0;i<16;i++)
- {
- if(Data&0x8000)
- {
- j++;
- }
- Data<<=1;
- }
- /*發現多個bit為1，那指定多個按鍵按下了*/
- if(j>1)
- {
- KeyCom=1;
- }
- /*一切歸于平靜，又是一個因果循環*/
- if(Key_Phy_Num==0x0)
- {
- KeyCom=0;
- }
- }
- /********************************************************/
- void Key_Scan(void)
- {
- static uint8_t ScanCount=0;
-
- Recognition_KeyCombination();
- switch(ScanCount)
- {
- case 0:
- {
- KEY_LON1=0;KEY_LON2=1;KEY_LON3=1;KEY_LON4=1;
- Key_Num_Read(&Key_1,(uint16_t)0x0001 ,1,KEY_HOR1);
- Key_Num_Read(&Key_2,(uint16_t)0x0001<<1,2,KEY_HOR2);
- Key_Num_Read(&Key_3,(uint16_t)0x0001<<2,3,KEY_HOR3);
- Key_Num_Read(&Key_4,(uint16_t)0x0001<<3,4,KEY_HOR4);
- KEY_LON1=1;KEY_LON2=0;KEY_LON3=1;KEY_LON4=1;
- ScanCount++;
- }break;
- case 1:
- {
- KEY_LON1=1;KEY_LON2=0;KEY_LON3=1;KEY_LON4=1;
- Key_Num_Read(&Key_5,(uint16_t)0x0001<<4,5,KEY_HOR1);
- Key_Num_Read(&Key_6,(uint16_t)0x0001<<5,6,KEY_HOR2);
- Key_Num_Read(&Key_7,(uint16_t)0x0001<<6,7,KEY_HOR3);
- Key_Num_Read(&Key_8,(uint16_t)0x0001<<7,8,KEY_HOR4);
- KEY_LON1=1;KEY_LON2=1;KEY_LON3=0;KEY_LON4=1;
- ScanCount++;
- }break;
- case 2:
- {
- KEY_LON1=1;KEY_LON2=1;KEY_LON3=0;KEY_LON4=1;
- Key_Num_Read(&Key_9 ,(uint16_t)0x0001<<8 , 9,KEY_HOR1);
- Key_Num_Read(&Key_10,(uint16_t)0x0001<<9 ,10,KEY_HOR2);
- Key_Num_Read(&Key_11,(uint16_t)0x0001<<10,11,KEY_HOR3);
- Key_Num_Read(&Key_12,(uint16_t)0x0001<<11,12,KEY_HOR4);
- KEY_LON1=1;KEY_LON2=1;KEY_LON3=1;KEY_LON4=0;
- ScanCount++;
- }break;
- case 3:
- {
- KEY_LON1=1;KEY_LON2=1;KEY_LON3=1;KEY_LON4=0;
- Key_Num_Read(&Key_13,(uint16_t)0x0001<<12,13,KEY_HOR1);
- Key_Num_Read(&Key_14,(uint16_t)0x0001<<13,14,KEY_HOR2);
- Key_Num_Read(&Key_15,(uint16_t)0x0001<<14,15,KEY_HOR3);
- Key_Num_Read(&Key_16,(uint16_t)0x0001<<15,16,KEY_HOR4);
- KEY_LON1=0;KEY_LON2=1;KEY_LON3=1;KEY_LON4=1;
- ScanCount=0;
- }break;
- default:
- {
- ScanCount=0;
- }break;
- }
- }
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