代码收藏家 使用正点原子STM32F103精英版HAL库实现4×4矩阵按键检测方法详解
首先声明，本人小白一枚，所做的工作都是借鉴网上的大佬+自己摸索，但是都是亲测实际有效的。
因为所需要的功能开发板自带按键不够用，所以购买了4×4矩阵按键，当时购买的时候以为一个按键对应一个IO口，后来发现不是这样的，会浪费太多的IO口，4×4矩阵键盘用8个IO口控制16个按键。为了能够用起这块按键，自己到网上学习了很多教程，有很多大佬提供了自己的程序，我自己看着比较简便舒服易懂的是神仙边边发布的按键程序，学习了很多。
为了帮更多的小白朋友，把做的流程详细说一说。
首先说一下原理，一般情况下是用逐行逐列扫描法（反线法我没看不会）。
逐行逐列扫描法原理
如图所示，F3.0~F3.3连接4行，F3.4~F3.7连接四列，每行每列都有一个按键连接，当某个按键被按下，它所对应的行和列就会被接通。比如说，我们将四行设置成上拉输入状态，四列设置成推挽输出，这个时候读F3.0~F3.3的引脚状态应该全是高电平，然后我们按下了F按键，此时我们把每一列对应的引脚挨个输出低电平，再读F3.0~F3.3的引脚状态，就会发现F3.0的引脚变为低电平了（因为F按键是连接F3.0引脚），就可以定位到是哪一行的按键被按下。之后再根据是在哪一列扫描时发生变化的，就可以定位出按键所在列。
端口的选择和配置
了解原理之后，我们要开始做了。需要选择8个IO口，如果用的是现成的开发板，比如原子或者野火，一定要记住，IO口的选择非常重要！一定尽量选择没有链接外设的空闲端口！我一开始就掉坑里去了，根据别人的代码选择了端口，结果这个端口有外部下拉，我设置成上拉输入，怎么都不对，也请教了很多同学，其实他们也不会。后来我自己写了个判断程序，发现这个引脚的状态位一直是低电平，因此在选择的时候需要参考原理图和引脚分配。填上这个坑之后，我选择了空闲引脚PF0~PF7。对了，还要看看自己的键盘行和列是怎么焊接的。在CubeMX里面是这样配置的：
PF0~PF3是4列，推挽输出，PF4~PF7是四行，上拉输入。CubeMX会自动进行配置。
在CubeMX里面还需要做其他配置，比如SYS配置，如果是小白，刚好用的原子32精英板，就可以按照我的做：
RCC配置：
时钟树：
Progject Manager：
完成之后，点右上角的
配置完之后，在生成的程序里我们可以预定义列的操作，方便编写程序，更加直观。
#define KEY_CLO0_OUT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET)
#define KEY_CLO1_OUT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET)
#define KEY_CLO2_OUT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET)
#define KEY_CLO3_OUT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET)
#define KEY_CLO0_OUT_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET)
#define KEY_CLO1_OUT_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET)
#define KEY_CLO2_OUT_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET)
#define KEY_CLO3_OUT_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET)这块内容或者其他自己需要的定义，我们可以放在“gpio.h”里面的/* USER CODE BEGIN Private defines */和/* USER CODE END Private defines */之间，其他程序也可以放在类似的地方，这样重新配置端口之后不会删除你编写的程序（即使它是依托答辩）。
函数的编写
1、行扫描函数
/***
*函数名：KEY_ROW_SCAN
*功 能：按键行扫描
*返回值：1~4，对应1~4行按键位置
*/
//如果为1，代表没有按键被按下，如果为0，代表有按键被按下
char KEY_ROW_SCAN(void)
{
//读出行扫描状态
Key_row[0] = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_4)<<3;
Key_row[0] = Key_row[0] | (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_5)<<2);
Key_row[0] = Key_row[0] | (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_6)<<1);
Key_row[0] = Key_row[0] | (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_7));
if(Key_row[0] != 0x0f) //不是1111，代表肯定有一个0行
{
HAL_Delay(10); //消抖
if(Key_row[0] != 0x0f)
//0111 1011 1101 1110
{
//printf("Key_Row_DATA = 0x%x\r\n",Key_row[0]);
switch(Key_row[0])
{
case 0x07: //0111 判断为该列第1行的按键按下
return 1;
case 0x0b: //1011 判断为该列第2行的按键按下
return 2;
case 0x0d: //1101 判断为该列第3行的按键按下
return 3;
case 0x0e: //1110 判断为该列第4行的按键按下
return 4;
default :
return 0;
}
}
else return 0;
}
else return 0;
}这个函数是copy的别人的代码，把几个函数换成了HAL库的，直接复制就能用。我把它放在了“gpio.c”的用户自定义区间。
2、扫描函数
/***
*函数名：KEY_SCAN
*功 能：4*4按键扫描
*返回值：0~16，对应16个按键
*/
char KEY_SCAN(void)
{
char Key_Num=0; //1-16对应的按键数
char key_row_num=0; //行扫描结果记录
KEY_CLO0_OUT_LOW;
if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 )
{
while(KEY_ROW_SCAN() != 0); //消抖
Key_Num = 0 + key_row_num;
}
KEY_CLO0_OUT_HIGH;
KEY_CLO1_OUT_LOW;
if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 )
{
while(KEY_ROW_SCAN() != 0);
Key_Num = 4 + key_row_num;
//printf("Key_Clo_2\r\n");
}
KEY_CLO1_OUT_HIGH;
KEY_CLO2_OUT_LOW;
if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 )
{
while(KEY_ROW_SCAN() != 0);
Key_Num = 8 + key_row_num;
//printf("Key_Clo_3\r\n");
}
KEY_CLO2_OUT_HIGH;
KEY_CLO3_OUT_LOW;
if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 )
{
while(KEY_ROW_SCAN() != 0);
Key_Num = 12 + key_row_num;
}
KEY_CLO3_OUT_HIGH;
return Key_Num;
}
这个直接copy的，改都没改嘿嘿。也是放在了同样的地方。
还要在“gpio.c”的用户代码区间定义一个数组，别忘了。
uint8_t Key_row[1]={0xff}; //定义一个数组，存放行扫描状态这两个扫描函数还要在“gpio.h”用户代码区间做一个声明，这样子：
char KEY_SCAN(void);
char KEY_ROW_SCAN(void);这样按键函数就完事了，我们可以放在主程序里用。
int main(void)
{
char key_confirm;
while(1)
{
key_confirm = KEY_SCAN();
if(key_confirm>0&&key_confirm<17){
printf("Key_NUM = %d \r\n",key_confirm); //按下1-16个按键的操作
}
} 当然了，这也是copy的。你可以用它做你想执行的指令了，我是用来控制电机和电磁阀的，连串口都没整，但是亲测还行。
感谢UP主 学会了！