一、什么是矩阵键盘
矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组，由于电路设计时需要更多的外部输入，单独的控制一个按键需要浪费很多的IO资源，所以就有了矩阵键盘，常用的矩阵键盘有44和88,其中用的最多的是4*4。
二、矩阵键盘的原理
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。由于单片机IO端口具有线与的功能，因此当任意一个按键按下时，行和列都有一根线被线与，通过运算就可以得出按键的坐标从而判断按键键值。
三、代码
主程序
#include "reg52.h"
#include "smg.h"
#include "public.h"
//typedef unsigned int u16; //对系统默认数据类型进行重定义
//typedef unsigned char u8;
#define KEY_MATRIX_PORT P1 //使用宏定义矩阵按键控制口
#define SMG_A_DP_PORT P0 //使用宏定义数码管段码口
//共阴极数码管显示0~F的段码数据
// gsmg_code[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
// 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_10us
* 函数功能 : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输 入 : ten_us
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
//void delay_10us(u16 ten_us)
//{
// while(ten_us--);
//}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : key_matrix_ranks_scan
* 函数功能 : 使用行列式扫描方法，检测矩阵按键是否按下，按下则返回对应键值
* 输 入 : 无
* 输 出 : key_value：1-16，对应S1-S16键，
0：按键未按下
*******************************************************************************/
u8 key_matrix_ranks_scan(void)
{
u8 key_value = 0;
KEY_MATRIX_PORT = 0xf7; //给第一列赋值0，其余全为1
if (KEY_MATRIX_PORT != 0xf7) //判断第一列按键是否按下
{
delay_10us(1000); //消抖
switch (KEY_MATRIX_PORT) //保存第一列按键按下后的键值
{
case 0x77:
key_value = 1;
break;
case 0xb7:
key_value = 5;
break;
case 0xd7:
key_value = 9;
break;
case 0xe7:
key_value = 13;
break;
}
}
while (KEY_MATRIX_PORT != 0xf7)
; //等待按键松开
KEY_MATRIX_PORT = 0xfb; //给第二列赋值0，其余全为1
if (KEY_MATRIX_PORT != 0xfb) //判断第二列按键是否按下
{
delay_10us(1000); //消抖
switch (KEY_MATRIX_PORT) //保存第二列按键按下后的键值
{
case 0x7b:
key_value = 2;
break;
case 0xbb:
key_value = 6;
break;
case 0xdb:
key_value = 10;
break;
case 0xeb:
key_value = 14;
break;
}
}
while (KEY_MATRIX_PORT != 0xfb)
; //等待按键松开
KEY_MATRIX_PORT = 0xfd; //给第三列赋值0，其余全为1
if (KEY_MATRIX_PORT != 0xfd) //判断第三列按键是否按下
{
delay_10us(1000); //消抖
switch (KEY_MATRIX_PORT) //保存第三列按键按下后的键值
{
case 0x7d:
key_value = 3;
break;
case 0xbd:
key_value = 7;
break;
case 0xdd:
key_value = 11;
break;
case 0xed:
key_value = 15;
break;
}
}
while (KEY_MATRIX_PORT != 0xfd)
; //等待按键松开
KEY_MATRIX_PORT = 0xfe; //给第四列赋值0，其余全为1
if (KEY_MATRIX_PORT != 0xfe) //判断第四列按键是否按下
{
delay_10us(1000); //消抖
switch (KEY_MATRIX_PORT) //保存第四列按键按下后的键值
{
case 0x7e:
key_value = 4;
break;
case 0xbe:
key_value = 8;
break;
case 0xde:
key_value = 12;
break;
case 0xee:
key_value = 16;
break;
}
}
while (KEY_MATRIX_PORT != 0xfe)
; //等待按键松开
return key_value;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : key_matrix_flip_scan
* 函数功能 : 使用线翻转扫描方法，检测矩阵按键是否按下，按下则返回对应键值
* 输 入 : 无
* 输 出 : key_value：1-16，对应S1-S16键，
0：按键未按下
*******************************************************************************/
u8 key_matrix_flip_scan(void)
{
static u8 key_value = 0;
KEY_MATRIX_PORT = 0x0f; //给所有行赋值0，列全为1
if (KEY_MATRIX_PORT != 0x0f) //判断按键是否按下
{
delay_10us(1000); //消抖
if (KEY_MATRIX_PORT != 0x0f)
{
//测试列
KEY_MATRIX_PORT = 0x0f;
switch (KEY_MATRIX_PORT) //保存行为0，按键按下后的列值
{
case 0x07:
key_value = 1;
break;
case 0x0b:
key_value = 2;
break;
case 0x0d:
key_value = 3;
break;
case 0x0e:
key_value = 4;
break;
}
//测试行
KEY_MATRIX_PORT = 0xf0;
switch (KEY_MATRIX_PORT) //保存列为0，按键按下后的键值
{
case 0x70:
key_value = key_value;
break;
case 0xb0:
key_value = key_value + 4;
break;
case 0xd0:
key_value = key_value + 8;
break;
case 0xe0:
key_value = key_value + 12;
break;
}
while (KEY_MATRIX_PORT != 0xf0)
; //等待按键松开
}
}
else
key_value = 0;
return key_value;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
u8 key = 0;
u8 smg[8];
u16 s = 0; //数码管显示指针
u16 m = 0;
u16 n=0;
u16 A = 0;
int a[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
u16 B = 0;
//u16 b[8];
u16 choice = 0;
u16 i;
long int temp_value;
while (1)
{
key = key_matrix_ranks_scan();
if (key == 16) //判断是否为清零按键
{
for (i = 0; i < 8; i++)
{
smg[i] = 0x00; //数码管清空
a[i] = 0;
}
A = 0;
B = 0;
n = 0;
m = 0;
choice = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
a[i] = 0;
}
}
else if (key == 11) //判断是否为加按键
{
choice = 0;
m = n; //记录当前的指针
for (i = 0; i < m; i++)
{
A = A + a[i];
}
n++;
smg[n - 1] = gsmg_code[key - 1];
for (i = 0; i < 8; i++)
{
a[i] = 0;
}
}
else if (key == 12) //判断是否为减按键
{
choice = 1;
m = n; //记录当前的指针
for (i = 0; i < m; i++)
{
A = A + a[i];
}
n++;
smg[n - 1] = gsmg_code[key - 1];
for (i = 0; i < 8; i++)
{
a[i] = 0;
}
}
else if (key == 13) //判断是否为乘按键
{
choice = 2;
m = n; //记录当前的指针
for (i = 0; i < m; i++)
{
A = A + a[i];
}
n++;
smg[n - 1] = gsmg_code[key - 1];
for (i = 0; i < 8; i++)
{
a[i] = 0;
}
}
else if (key == 14) //判断是否为除按键
{
choice = 3;
m = n; //记录当前的指针
for (i = 0; i < m; i++)
{
A = A + a[i];
}
n++;
smg[n - 1] = gsmg_code[key - 1];
for (i = 0; i < 8; i++)
{
a[i] = 0;
}
}
else if (key == 15) //判断是否为求解键
{
for (i = 0; i <= 7; i++)
{
B = B + a[i];
}
switch (choice)
{
case 0:
temp_value = A + B;
break;
case 1:
temp_value = A - B;
break;
case 2:
temp_value = A * B;
break;
case 3:
temp_value = A / B;
break;
}
smg[0] = gsmg_code[temp_value / 10000000]; //百位
smg[1] = gsmg_code[temp_value % 10000000 / 1000000]; //百位
smg[2] = gsmg_code[temp_value % 10000000 % 1000000 / 100000]; //十位
smg[3] = gsmg_code[temp_value % 10000000 % 1000000 % 100000 / 10000]; //个位+小数点
smg[4] = gsmg_code[temp_value % 10000000 % 1000000 % 100000 % 10000 / 1000]; //小数点后一位
smg[5] = gsmg_code[temp_value % 10000000 % 1000000 % 100000 % 10000 % 1000 / 100]; //小数点后一位
smg[6] = gsmg_code[temp_value % 10000000 % 1000000 % 100000 % 10000 % 1000 % 100 / 10]; //小数点后一位
smg[7] = gsmg_code[temp_value % 10000000 % 1000000 % 100000 % 10000 % 1000 % 100 % 10 / 1]; //小数点后一位
}
else if (key >= 1 && key <= 10)
{ //SMG_A_DP_PORT=gsmg_code[key-1];//得到的按键值减1换算成数组下标对应0-F段码
for (i = 0; i < 8; i++)
{
// if (n != 0 || n != m + 1)
a[i] = a[i] * 10;
}
a[n] = key - 1;
smg[n] = gsmg_code[key - 1];
// if (n != 0 && n != m + 1)
n++;
if (n == 8)
n = 0;
}
smg_display(smg, 1);//动态数码显示
}
}
下面展示一些 内联代码片。
public.c
#include "public.h"
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_10us
* 函数功能 : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输 入 : ten_us
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void delay_10us(u16 ten_us)
{
while(ten_us--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_ms
* 函数功能 : ms延时函数，ms=1时，大约延时1ms
* 输 入 : ms：ms延时时间
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void delay_ms(u16 ms)
{
u16 i,j;
for(i=ms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
下面展示一些 内联代码片。
public.h
#ifndef _public_H
#define _public_H
#include "reg52.h"
typedef unsigned int u16; //对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;
void delay_10us(u16 ten_us);
void delay_ms(u16 ms);
#endif
下面展示一些 内联代码片。
smg.c
#include "smg.h"
//共阴极数码管显示0~F的段码数据
u8 gsmg_code[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : smg_display
* 函数功能 : 动态数码管显示
* 输 入 : dat：要显示的数据
pos：从左开始第几个位置开始显示，范围1-8
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void smg_display(u8 dat[],u8 pos)
{
u8 i=0;
u8 pos_temp=pos-1;
for(i=pos_temp;i<8;i++)
{
switch(7-i)//位选
{
case 0: LSC=1;LSB=1;LSA=1;break;
case 1: LSC=1;LSB=1;LSA=0;break;
case 2: LSC=1;LSB=0;LSA=1;break;
case 3: LSC=1;LSB=0;LSA=0;break;
case 4: LSC=0;LSB=1;LSA=1;break;
case 5: LSC=0;LSB=1;LSA=0;break;
case 6: LSC=0;LSB=0;LSA=1;break;
case 7: LSC=0;LSB=0;LSA=0;break;
}
SMG_A_DP_PORT=dat[i-pos_temp];//传送段选数据
delay_10us(100);//延时一段时间，等待显示稳定
SMG_A_DP_PORT=0x00;//消音
}
}
下面展示一些 内联代码片。
smg.h
#ifndef _smg_H
#define _smg_H
#include "public.h"
#define SMG_A_DP_PORT P0 //使用宏定义数码管段码口
//定义数码管位选信号控制脚
sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;
extern u8 gsmg_code[17];
void smg_display(u8 dat[],u8 pos);
#endif
下面展示一些 内联代码片。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-519614.html
reg52.h
/*--------------------------------------------------------------------------
REG52.H
Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller.
Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
All rights reserved.
--------------------------------------------------------------------------*/
#ifndef __REG52_H__
#define __REG52_H__
/* BYTE Registers */
sfr P0 = 0x80;
sfr P1 = 0x90;
sfr P2 = 0xA0;
sfr P3 = 0xB0;
sfr PSW = 0xD0;
sfr ACC = 0xE0;
sfr B = 0xF0;
sfr SP = 0x81;
sfr DPL = 0x82;
sfr DPH = 0x83;
sfr PCON = 0x87;
sfr TCON = 0x88;
sfr TMOD = 0x89;
sfr TL0 = 0x8A;
sfr TL1 = 0x8B;
sfr TH0 = 0x8C;
sfr TH1 = 0x8D;
sfr IE = 0xA8;
sfr IP = 0xB8;
sfr SCON = 0x98;
sfr SBUF = 0x99;
/* 8052 Extensions */
sfr T2CON = 0xC8;
sfr RCAP2L = 0xCA;
sfr RCAP2H = 0xCB;
sfr TL2 = 0xCC;
sfr TH2 = 0xCD;
/* BIT Registers */
/* PSW */
sbit CY = PSW^7;
sbit AC = PSW^6;
sbit F0 = PSW^5;
sbit RS1 = PSW^4;
sbit RS0 = PSW^3;
sbit OV = PSW^2;
sbit P = PSW^0; //8052 only
/* TCON */
sbit TF1 = TCON^7;
sbit TR1 = TCON^6;
sbit TF0 = TCON^5;
sbit TR0 = TCON^4;
sbit IE1 = TCON^3;
sbit IT1 = TCON^2;
sbit IE0 = TCON^1;
sbit IT0 = TCON^0;
/* IE */
sbit EA = IE^7;
sbit ET2 = IE^5; //8052 only
sbit ES = IE^4;
sbit ET1 = IE^3;
sbit EX1 = IE^2;
sbit ET0 = IE^1;
sbit EX0 = IE^0;
/* IP */
sbit PT2 = IP^5;
sbit PS = IP^4;
sbit PT1 = IP^3;
sbit PX1 = IP^2;
sbit PT0 = IP^1;
sbit PX0 = IP^0;
/* P3 */
sbit RD = P3^7;
sbit WR = P3^6;
sbit T1 = P3^5;
sbit T0 = P3^4;
sbit INT1 = P3^3;
sbit INT0 = P3^2;
sbit TXD = P3^1;
sbit RXD = P3^0;
/* SCON */
sbit SM0 = SCON^7;
sbit SM1 = SCON^6;
sbit SM2 = SCON^5;
sbit REN = SCON^4;
sbit TB8 = SCON^3;
sbit RB8 = SCON^2;
sbit TI = SCON^1;
sbit RI = SCON^0;
/* P1 */
sbit T2EX = P1^1; // 8052 only
sbit T2 = P1^0; // 8052 only
/* T2CON */
sbit TF2 = T2CON^7;
sbit EXF2 = T2CON^6;
sbit RCLK = T2CON^5;
sbit TCLK = T2CON^4;
sbit EXEN2 = T2CON^3;
sbit TR2 = T2CON^2;
sbit C_T2 = T2CON^1;
sbit CP_RL2 = T2CON^0;
#endif
硬件连接
矩阵说明
S1-S10键表示0-9的数字
S11-S14表示加减乘除
S15表示等号
S16表示清零文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-519614.html
到了这里，关于4*4 矩阵键盘进行数据的输入及加、减、乘、除基本运算，LED 显示 运算结果。的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
