矩阵键盘的调试和8255的使用方法

   首先，我们先来简单的了解一下8255这款芯片，为什么要用8255呢?因为51单片机的I/O口十分有限，很难同时操作矩阵键盘、数码管、点阵和液晶屏等诸多外设，我们从8255的名字就可以了解到它的功能可编程扩展并行接口芯片，简单的说就是可以用它来扩展I/O口。它的引脚图如图1，一共有40个脚，其中有3个8位的并行I/O口，即PA、PB和PC，这些I/O口是与我们的外设直接相连的；还有D0-D7共8个数据口，构成数据总线与我们的单片机相连，还有几个比较重要的口比如A1、A2口用来选择被操作的端口，功能如图2；CS端是片选信号的选择端，读写控制端RD和WR直接与我们的单片机相连，我们不需要设置。因此我们要操作8255时只需要设置A0A1和CS这三个口即可。

                 

图1 8255引脚图                      图2  A1 A0口功能

 

  下面回到我们的话题，做一个矩阵键盘，我们先从独立键盘说起，所谓独立键盘就是每个按键的一端接地，另一端接CPU的输入口，当有按键被按下的时候，相应的I/O口便会读取到低电平，通过读取这几个I/O口的值便可以得到键值。原理图如图3，将开关打到1脚，便可以把S2、S6、S10和S14变成独立键盘。所谓矩阵键盘的原理也很简单，就是不通过机械的开关接地，而是将PC7-PC4这几个口轮流“接地”，即分别让这几个口输出低电平，这样就可以达到和接地一样的效果。设置成它们接地之后，便可以通过读取PC3-PC0这四个口的值判断某一行上是否有键按下，这时再根据PC7-PC4口的状态，得到某一列上是否有键按下，通过行值和列值相结合便可以得到被按下的键值。（这里有人可能会问，为什么要将PC7-PC4分别设置成低电平而不是PC3-PC0呢？我们可以根据电路图看到，PC3-PC0通过一个10K的电阻与VCC相连，因此如果你将这几个口设置成低电平，当有按键按下时，单片机读到的值也是高电平。）

 

图3 矩阵键盘原理图

 因此，我们要把PC7-PC4这四个口设置成输出，PC3-PC0这四个口设置成输入，其选择控制方式如图4。

 

图4  8255A方式选择控制字

 

       由图4可以很容易得到我们需要的选择控制字，通过我们开发板的原理图可以看出我们应该把PA和PB口设置成输出，即设置成0；根据之前分析的矩阵键盘的原理图可以看出我们应该把D3和D0分别设置成0和1；然后工作方式统一为方式0，因此控制口的值应该是0X81。

   如上图，设置好8255各I/O口的工作方式之后，我们便开始对相应口进行操作。理论很简单，但是操作起来便出现了很多问题及测试结果，分享给大家。

1、经测试设置PC口输出时，无论给PC赋的值是0x70还是0x7f，即无论有没有对已经设置成输入模式的PC3-PC0赋值，结果是一样的。

2、这也是花费我时间最多的一个地方，之前我想的是我已经设置了8255PC口的高四位是输出模式，低四位是输入模式，所以我读数据的时候默认它是0，结果读到的数据一直和我的case语句中的选项不对，键盘就没有输出，针对这种情况有两种解决办法，一种是像上图那样，把8255读到的值与0x0f相与，这样就消除掉了它的高四位的影响，注意这时case语句中的选项要是0x0X,不然还是没有反应；另一种方法便是不用管它的高四位，它的高四位只要和你的输出相同即可，例如你设置的输出是0x70，这是PC口读到的值还是0x7开头的，所以相应的case语句中也要设置成0x7开头的。这样便解决了我的问题。

   当然由于时间紧迫，可能我写的 这些还有一些错误，欢迎大家指正！