单片机矩阵键盘设计指南

目录

前言

一、矩阵键盘

1、矩阵键盘原理：

2、矩阵键盘原理图

二、单片机原理图绘制

1、所需元件名称

2、绘制原理图

三、编写程序

总结

前言

今天我们来学习如何通过AT89C52上的矩阵按键来控制数码管显示对应字母或者数字，期间我们用到的软件有proteus和keil两个软件，欢迎大家提问已经寻找错误，请大家点个关注和收藏，后续还会更新。

一、矩阵键盘

1、矩阵键盘原理：

矩阵键盘是由8个io口对16个按键进行读取的。咱们最常用的方法是行列扫描，可以减小io口的使用，有效的提高了io口的利用率。其中，4X4矩阵式按键中，4条I/O线作为行线，4条I/O口作为列线，行线和列线每个交叉点上设置一个按键，这样咱们就能得到一个4X4的矩阵键盘了。

2、矩阵键盘原理图

上图为4X4矩阵按键的原理图，咱们画原理图时可以参考此原理图进行绘制。

对矩阵键盘读取的方法有两种，分别是：（1）行列式（2）线翻式。

今天咱们用到的是行列式，其具体检测原理如下：

行列式检测时，先控制I/O口对第一行输出低电平，其余行都为高电平，然后立即通过检测控制列的I/O口是否有低电平。假设单片机控制I/O口对第一行输出低电平，通过检测发现第三列的I/O口发现低电平，这样咱们就知道第一行第三列的按键被按下。

二、单片机原理图绘制

1、所需元件名称

proteus原理图中名称对应：

AT89C52——52单片机芯片；

BUTTON——按钮（复位按键）；

CAP——无极性电容；

CAP-ELEC——电解电容；

CAP-POL——极性电容；

CRYSTAL——晶振；

RES——电阻；

RESPACK-8——排阻；

7SEG-MPX1-CA——单个数码管；

以上就是我们这次设计需要用到的所有元器件，接下来我们就需要创建新工程，然后在右面添加元器件进行绘制。

2、绘制原理图

首先咱们按照上面给出的原理图画出4X4矩阵按键原理图。

这里我是通过P1口对矩阵按键进行检测的。

下图是当我按下第三行第三列时的现象。

然后我们就可以将数码管、复位电路和时钟电路加入咱们的原理图中，最终如下图。

至此咱们的4X4矩阵按键原理图就画完了。

三、编写程序

咱们可以根据咱们画的原理图对程序进行编写。

咱们进行行列式扫描，具体代码如下：

对数码管数组变量定义（注意这里我们用的是共阳极数码管，此数组不能运用到共阴极数码管中，还需另寻数组）：

u8 gsmg_code[17]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e};//共阳极

按键检测函数：

unsigned char key_rants_scan(void)
{
    unsigned char key_value=0;
	KEY_CONTROL=0x77;
	KEY_CONTROL=0xfe;//将第一行置低电平
	if(KEY_CONTROL!=0xfe)
	{
	   delay(1000);
		switch(KEY_CONTROL)//检测列是否有低电平
		{
		   case 0xee:key_value=1;break;
			case 0xde:key_value=2;break;
			case 0xbe:key_value=3;break;
			case 0x7e:key_value=4;break;
		}
	}
	while(KEY_CONTROL!=0xfe);
	
	KEY_CONTROL=0xfd;//将第二行置低电平
	if(KEY_CONTROL!=0xfd)
	{
	   delay(1000);
		switch(KEY_CONTROL)
		{
		   case 0xed:key_value=5;break;
			case 0xdd:key_value=6;break;
			case 0xbd:key_value=7;break;
			case 0x7d:key_value=8;break;
		}
	}
	while(KEY_CONTROL!=0xfd);
	
	KEY_CONTROL=0xfb;//将第三行置低电平
	if(KEY_CONTROL!=0xfb)
	{
	   delay(1000);
		switch(KEY_CONTROL)
		{
		   case 0xeb:key_value=9;break;
			case 0xdb:key_value=10;break;
			case 0xbb:key_value=11;break;
			case 0x7b:key_value=12;break;
		}
	}
	while(KEY_CONTROL!=0xfb);
	
	KEY_CONTROL=0xf7;//将第四行置低电平
	if(KEY_CONTROL!=0xf7)
	{
	   delay(1000);
		switch(KEY_CONTROL)
		{
		   case 0xe7:key_value=13;break;
			case 0xd7:key_value=14;break;
			case 0xb7:key_value=15;break;
			case 0x77:key_value=16;break;
		}
	}
	while(KEY_CONTROL!=0xf7);

	return key_value;//返回按键检测结果
}

主函数：

void main()
{
   unsigned char key=0;
   while(1)
   {
      key=key_rants_scan();
		   if(key!=0)
				SMG_A_DP_PORT=gsmg_code[key-1];
   }
}

代码效果：

咱们按下二行第三列的按钮：

根据以上步骤，咱们就可以得到想要的实验效果啦！

总结

以上就是咱们的实验步骤，在进行实验的时候要注意：（1）数码管是共阴极还是共阳极（2）需要对按键进行消抖处理（3）I/O口对应哪一行哪一列（4）矩阵按键按下时对应的数字是多少。

通过porteus和keil对4X4矩阵按键进行了简单的设计。希望对你有帮助，后续我还会持续更新，帮忙点赞收藏，欢迎大家来看。