51单片机矩阵键盘-Toy模板网

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前言

一、矩阵键盘扫描

二、LCD1602显示矩阵键盘键值

三、趣味小项目——密码锁

总结

前言

矩阵键盘的原理很浅显易懂，不涉及任何寄存器，就是纯线路连接。

一、矩阵键盘扫描

矩阵键盘的内部接线图如下：

51单片机矩阵键盘

不难看出其组成就是多个独立按键彼此相连形成，在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口占用，通常将按键排列成矩阵的形式，采用逐行或逐列扫描就可以读出任一按键的状态。

普中开发板将矩阵键盘接在了P1的八个引脚上，举个例子，将P1口赋值为0xFE，也就是P1_0到P1_7分别为1111 1110，这时如果按键S1按下（注意按键消抖），将P1_7与P1_3短路，那么会检测到P1_3变为低电平，同样道理，若P1_12变为低电平，则代表S2被按下，不停扫描各个引脚的高低电平，即可得到按键的状态，扫描可分为行扫描和列扫描。

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

unsigned char MatrixKey() //该函数为有返回值函数，返回键码值用于与其他硬件交互
{
	unsigned char KeyNumber=0;
	//这里分别把P1_3、P1_2、P1_1、P1_0置0，所以是列扫描。
    //当P1_7变为低电平，则代表S1按键被按下，先延时20ms，在进行松手检测，
    //如果P1_7一直为低电平, 也就是S1一直被按下，那么程序会一直停留在while循环里，
    //直到P1_7变为1，跳出循环，再延时20ms去除抖动，给KeyNumber赋值。
	P1=0xFF;
	P1_3=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=5;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=9;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=13;}
	
	P1=0xFF;
	P1_2=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=6;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=10;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=14;}
	
	P1=0xFF;
	P1_1=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=7;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=11;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=15;}
	
	P1=0xFF;
	P1_0=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=8;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=12;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=16;}
	
	return KeyNumber; 
}

二、LCD1602显示矩阵键盘键值

将LCD1602的代码模块导入工程项目中，直接就可以在主函数中引用：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"		//包含Delay头文件
#include "LCD1602.h"	//包含LCD1602头文件
#include "MatrixKey.h"	//包含矩阵键盘头文件
unsigned char KeyNum;
void main()
{
	LCD_Init();							//LCD初始化
	LCD_ShowString(1,1,"MatrixKey:");	//LCD显示字符串
	while(1)
	{
		KeyNum=MatrixKey();				//获取矩阵键盘键码
		if(KeyNum)						//如果有按键按下
		{
			LCD_ShowNum(2,1,KeyNum,2);	//在2行1列显示键码值
		}
	}
}

51单片机矩阵键盘

三、趣味小项目——密码锁

这个小项目硬件接线部分与上述无差，只对软件上做了些更改，比较考验初学者对条件判断语句的应用。

首先介绍下各个按键的预定的功能，S1-S10就是键值区分别对应值 “1234567890” ，“S11”键代表确认，“S12”键代表删除，其余按键皆空置。创建一个无符号变量存放密码值，在LCD1602的2行1列用4位显示这个值，那这里就会遇到一个问题，LCD_ShowNum()函数只会显示十进制的4位数，它并不知道我们要逐个显示这4位，这样就会导致每次输入的时候前三位都是0，只有最后一位在变，那么可以用下面22、23两行代码巧妙地解析出我们想要的数值。因为每次*10都会向前推进一位，所以还要定义一个计次变量，不然就会一直向前移位，这个变量很快也会溢出，所以就加入一个判断，当键入四次值后则跳出继续向下执行。按下“S11”键，若密码变量的值与我们预设的值相等即为密码正确，可以继续扩展功能。否则，密码错误，计次清零，键入的值清零。如果按下“S12”键，则直接密码清零，键入值清零，再更新显示，即可重新回到最初的判断。

注释写的比较详细，其他内容直接对照代码看注释吧：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"

unsigned char KeyNum;
unsigned int Password,Count;

void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Password:");
	while(1)
	{
		KeyNum=MatrixKey();
		if(KeyNum)
		{
			if(KeyNum<=10)	//如果S1~S10按键按下，输入密码
			{
				if(Count<4)	//如果输入次数小于4
				{
					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
			}
			if(KeyNum==11)	//如果S11按键按下，确认
			{
				if(Password==2345)	//如果密码等于正确密码     ***这里是预设的密码值***
				{
					LCD_ShowString(1,14,"OK ");	//显示OK
					Password=0;		//密码清零
					Count=0;		//计次清零
					LCD_ShowNum(2,1,Password,4);	//更新显示
				}
				else				//否则
				{
					LCD_ShowString(1,14,"ERR");	//显示ERR
					Password=0;		//密码清零
					Count=0;		//计次清零
					LCD_ShowNum(2,1,Password,4);	//更新显示
				}
			}
			if(KeyNum==12)	//如果S12按键按下，取消
			{
				Password=0;		//密码清零
				Count=0;		//计次清零
				LCD_ShowNum(2,1,Password,4);	//更新显示
			}
		}
	}
}

还可以扩展一些功能哈，比如说多次输入错误后，延时一段时间才可以进行下一次输入，在屏幕上添加倒计时，或当密码输入正确后，控制继电器驱动更大功率电路，做成门锁保险柜之类。

51单片机密码锁