STM32 4*4矩阵键盘快速上手使用及程序设计指南

4X4矩阵键盘实物

4×4 矩阵键盘是一种常见的输入设备，通常由 16 个按键组成，排列成一个 4 行 4
列的矩阵。每个按键在按下时会连接某一行和某一列，通过扫描矩阵中的行和列，可以确定用户按下的是哪一个按键。

4X4矩阵键盘原理图

原理介绍

在使用这个模块的时候，最简单的方法是需要8个引脚，其中4个分别代表4行，另外4个代表4列。
代表行的引脚需要设置成推挽输出模式，代表列的引脚需要设置成上拉输入模式.。
当然你反着去设置也是完全没有问题的，即：
代表行的引脚需要设置成上拉输入模式，代表列的引脚需要设置成推挽输出模式.。
只不过这样的话，程序要稍微更改或者你直接把行作为列去使用。

我使用的是行设置成推挽输出模式，列设置成上拉输入模式。
然后，我们让行的4个引脚其中一个输出低电平，其他输出高电平，此时在循环中去不断循环等待，当我们按下一个在当前低电平引脚对应行的按键的时候，被设置为上拉输入模式的列引脚就会因为当前行是低电压而被拉低，这样我们就可以判断这个行上面哪个列引脚被拉下了。
接下来就是一个循环，让4个行引脚分别1个输出低电平，3个输出高电平。芯片的循环速度很快，所以你完全不用怀疑这种做法的可行性。

具体步骤

设置8个引脚（4个上拉输入模式，4个推挽输出模式）
书写扫描逻辑(为了照顾标准库和HAL库的同学，我尽量减少HAL库函数的使用，因为笔者用的HAL库)

int main(void)
{
uint8_t regval = 0x07; 
  while (1)
  {
		/*
		4X4矩阵键盘程序
		硬件连线：
		PA0 - R1 控制 S13~16
		PA1 - R2 控制 S9~12
		PA2 - R3 控制 S5~8
		PA3 - R4 控制 S0~4
		
		PA4 - C4 控制 S0~13
		PA5 - C3 控制 S2~14
		PA6 - C2 控制 S3~15
		PA7 - C1 控制 S4~16
		*/
		/*置位 0x07->0x0B->0x0D->0x0E->0x07 循环*/
		GPIOA->BSRR |= regval;
		/**/
		uint8_t temp = GPIOA->IDR & 0xF0;
		/*消抖*/
		HAL_Delay(10);
		/*当有按键按下时*/
		if(temp != 0xF0)
		{
			temp = GPIOA->IDR & (0xF0 + regval);
				switch(temp & 0xF0)
					{
					case 0xE0:
						printf("%d\r\n",(int)(1 + (3 - log2(~temp&0x0F))*4));
						break;
					case 0xD0:
						printf("%d\r\n",(int)(2 + (3 - log2(~temp&0x0F))*4));
						break;
					case 0xB0:
						printf("%d\r\n",(int)(3 + (3 - log2(~temp&0x0F))*4));
						break;
					case 0x70:
						printf("%d\r\n",(int)(4 + (3 - log2(~temp&0x0F))*4));
						break;
					}	
		}
		GPIOA->BSRR |= regval << 16;/*置零寄存器数据位*/
		
		/*0x07 0x0B 0x0D 0x0E 循环*/
		regval = (~((~regval& 0x0F) >> 1))& 0x0F;
		/*
		如果regval在0x0E之后继续进上一行的代码运算，就会变成0X0F
即0000 1110 ~ -> 1111 0001 & 0x0F-> 0001 >> 1 -> 0000 0000 ~-> 1111 1111 &0x0F -> 0000 1111 
		所以，我们让他置为0x07初始值来完成这个循环*/
		if((regval & 0x0F) == 0x0F)
			regval = 0x07;
	}
}

这个逻辑我直接写在主函数里面，当然你完全可以封装他为一个函数，我这样操作也只是为了方便测试和使用。

附录

测试结果

其他代码相关程序

printf通过串口输出程序：

#if 1
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{
  int handle;
};
FILE __stdout;

//重定向fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);
  return ch;
}
#endif

作者：Asialing