51单片机-6-矩阵键盘
1、矩阵键盘的介绍
在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式 采用逐行或逐列的“扫描”，就可以读出任何位置按键的状态。
扫描的概念：
- 数码管扫描（输出扫描）原理：显示第1位→显示第2位→显示第3位→……，然后快速循环这个过程，最终实现所有数码管同时显示的效果
- 矩阵键盘扫描（输入扫描） 原理：读取第1行(列)→读取第2行(列) →读取第3行(列) → ……，然后快速循环这个过程，最终实现所有按键同时检测的效果
- 以上两种扫描方式的共性：节省I/O口
比如这里的矩阵键盘：
若采用逐行扫描模式，先令P17、P16、P15、P14分别为0111，代表扫描第一行（即按键S1、S2、S3、S4），若能检测到P13、P12、P11、P10有0或低电平，则表示某按键被按下；检测完第一行后，令P17、P16、P15、P14分别为1011，即检测第二行，再检测P13、P12、P11、P10；令P17、P16、P15、P14分别为1101，即检测第三行，再检测P13、P12、P11、P10；令P17、P16、P15、P14分别为1110，即检测第四行，再检测P13、P12、P11、P10。
若采用逐列扫描模式，令P13、P12、P11、P10分别为0111，即检测第一列，再检测P17、P16、P15、P14；以此类推。
2、弱上拉概念理解
如下如所示：单片机内部某个引脚结构简图，若外部也是接入的高电平，则单片机读入高电平；若外部读入的是低电平，则强低电平把内部电源Vcc拉成低电平，单片机读入低电平。
P1、P2、P3都是弱上拉，P0是开漏输出，但外接上拉电阻，因此和其他几个端口都是同样的模式。
3、Debug本节汇总：
- 若添加了LCD1602.c函数后，转到相关子函数报错，可以保存程序退出，重新打开工程文件。
- 写法问题：在main函数里面定义变量要放在开头，放在中间系统会报错，变量没有定义。
4、代码：按下按键，松开后在第二行显示按下按键的键号
（1）主函数
#include
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"
#include "Matrixkey.h"
void main()
{
unsigned char Keynum=0;
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"HelloWorld");
while(1)
{
Keynum=MatrixKey();
if(Keynum)
{
LCD_ShowNum(2,1,Keynum,2);
}
}
} （2）矩阵键盘函数（Matrixkey.c）:按行检索。
#include
#include "Delay.h"
unsigned char MatrixKey()
{
unsigned char keynumber=0;
P1=0xFF;
P1_7=0;
if(P1_3==0){Delay(20);while(P1_3==0);Delay(20);keynumber=1;}
if(P1_2==0){Delay(20);while(P1_2==0);Delay(20);keynumber=2;}
if(P1_1==0){Delay(20);while(P1_1==0);Delay(20);keynumber=3;}
if(P1_0==0){Delay(20);while(P1_0==0);Delay(20);keynumber=4;}
P1=0xFF;
P1_6=0;
if(P1_3==0){Delay(20);while(P1_3==0);Delay(20);keynumber=5;}
if(P1_2==0){Delay(20);while(P1_2==0);Delay(20);keynumber=6;}
if(P1_1==0){Delay(20);while(P1_1==0);Delay(20);keynumber=7;}
if(P1_0==0){Delay(20);while(P1_0==0);Delay(20);keynumber=8;}
P1=0xFF;
P1_5=0;
if(P1_3==0){Delay(20);while(P1_3==0);Delay(20);keynumber=9;}
if(P1_2==0){Delay(20);while(P1_2==0);Delay(20);keynumber=10;}
if(P1_1==0){Delay(20);while(P1_1==0);Delay(20);keynumber=11;}
if(P1_0==0){Delay(20);while(P1_0==0);Delay(20);keynumber=12;}
P1=0xFF;
P1_4=0;
if(P1_3==0){Delay(20);while(P1_3==0);Delay(20);keynumber=13;}
if(P1_2==0){Delay(20);while(P1_2==0);Delay(20);keynumber=14;}
if(P1_1==0){Delay(20);while(P1_1==0);Delay(20);keynumber=15;}
if(P1_0==0){Delay(20);while(P1_0==0);Delay(20);keynumber=16;}
return keynumber;
} 5、本节补充
（1）函数注释说明
/**
* @brief :
* @param :
* @retval:
*/例如对矩阵键盘函数进行说明，如下所示：
/**
* @brief : 矩阵键盘读取键码
* @param : 无参数
* @retval: Keynumber：按下按键的键码值
如果按下按键不动，则程序停留在此函数处；松开后的一瞬间，返回按键键码值
*/（2）部分问题分析：
<1>起初代码为：
void main()
{
unsigned char Keynum=0;
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"HelloWorld");
while(1)
{
Keynum=MatrixKey();
LCD_ShowNum(2,1,Keynum,2);
}
}故障描述：无论如何按下按键，按何种按键，数码管显示始终为00；
分析原因：数码管闪烁太快，无法观察显示的键码，因此加入if判断语句，当接收到矩阵键盘函数返回的非0值时，则进入数码管显示函数显示具体键码值，返回值很快重置为0，但进入不到if语句里面的显示函数，因此，数码管不显示重置后的值，也就是00。除非再次有按键按下，才会更改数码管的显示数值。
void main()
{
unsigned char Keynum=0;
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"HelloWorld");
while(1)
{
Keynum=MatrixKey();
if(Keynum)
{
LCD_ShowNum(2,1,Keynum,2);
}
}
}（3）省时小技巧
对于编程中的一些相似语句，可以通过封装来节省时间，提高效率。
具体操作为：Templates——>右击并选择Configure Templates——>添加范例名和范例具体内容
若想让光标显示在某处，可以用“|”来指定光标位置。
小项目：矩阵键盘密码锁：
S1~S10分别对应数字1~9和0，S11代表确认键，S12代表取消键
#include
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"
#include "Matrixkey.h"
void main()
{
unsigned char Keynum=0;
unsigned int password=0;
unsigned char Count=0;
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"Password:");
while(1)
{
Keynum=MatrixKey();
if(Keynum)
{
if(Keynum<=10) //如果S1~S10按键被按下,即为输入密码
{
if(Count<4)
{
password=password*10; //密码左移一位
password+=Keynum%10; //获取一位密码
Count++; //计次加一
}
LCD_ShowNum(2,1,password,4); //更新显示，这里的函数值显示范围为0-65535，输入不能超过65535，否则会溢出
}
if(Keynum==11) //S11设置为确认键
{
if(password==2345) //如果密码等于正确密码
{
LCD_ShowString(1,14,"OK "); //显示OK，OK后面细节加了一个空格，主要是为了在输错密码显示ERR后，能覆盖之前的ERR。
password=0; //密码清0
Count=0; //计次清0
LCD_ShowNum(2,1,password,4); //更新显示，此举是为了输入密码确认后，将屏幕清零
}
else
{
LCD_ShowString(1,14,"ERR"); //显示ERR
password=0; //密码清0
Count=0; //计次清0
LCD_ShowNum(2,1,password,4); //更新显示
}
}
if(Keynum==12) //S12设置为取消键
{
password=0; //密码清0
Count=0; //计次清0
LCD_ShowNum(2,1,password,4); //更新显示
}
}
}
}