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矩阵式键盘的按键识别方法

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2010-10-4

在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式,如图1所示。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。这样,一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,比如再多加一条线就可以构成20键的键盘,而直接用端口线则只能多出一键(9键)。由此可见,在需要的键数比较多时,采用矩阵法来做键盘是合理的。

矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些,识别也要复杂一些,上图中,列线通过电阻接正电源,并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端,而列线所接的I/O口则作为输入。这样,当按键没有按下时,所有的输出端都是高电平,代表无键按下。行线输出是低电平,一旦有键按下,则输入线就会被拉低,这样,通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。具体的识别及编程方法如下所述。


矩阵式键盘的按键识别方法 

确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种“行扫描法”。

行扫描法 行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法,是一种最常用的按键识别方法,如上图所示键盘,介绍过程如下。


判断键盘中有无键按下 将全部行线Y0-Y3置低电平,然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低,则表示键盘中有键被按下,而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平,则键盘中无键按下。 


判断闭合键所在的位置 在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是:依次将行线置为低电平,即在置某根行线为低电平时,其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后,再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低,则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。 

下面给出一个具体的例子:

8031单片机的P1口用作键盘I/O口,键盘的列线接到P1口的低4位,键盘的行线接到P1口的高4位。列线P1.0-P1.3分别接有4个上拉电阻到正电源+5V,并把列线P1.0-P1.3设置为输入线,行线P1.4-P.17设置为输出线。4根行线和4根列线形成16个相交点。


检测当前是否有键被按下。检测的方法是P1.4-P1.7输出全“0”,读取P1.0-P1.3的状态,若P1.0-P1.3为全“1”,则无键闭合,否则有键闭合。 


去除键抖动。当检测到有键按下后,延时一段时间再做下一步的检测判断。 


若有键被按下,应识别出是哪一个键闭合。方法是对键盘的行线进行扫描。P1.4-P1.7按下述4种组合依次输出: 

P1.7 1 1 1 0

P1.6 1 1 0 1

P1.5 1 0 1 1

P1.4 0 1 1 1

实例程序:

ORG  0000H
AJMP MAIN
ORG  0030H
MAIN:
     MOV DPTR,#TAB         ;将表头放入DPTR
     LCALL KEY         ;调用键盘扫描程序
     MOVC A,@A+DPTR      ;查表后将键值送入ACC
     MOV P0,A            ;将Acc值送入P0口
     CLR P2.1             ;开显示
     LJMP MAIN           ;返回反复循环显示
KEY: LCALL KS          ;调用检测按键子程序
     JNZ K1                ;有键按下继续
     LCALL DELAY2        ;无键按调用延时去抖
     AJMP KEY            ;返回继续检测按键
K1:  LCALL DELAY2
     LCALL DELAY2       ;有键按下延时去抖动
     LCALL KS            ;再调用检测按键程序
     JNZ K2            ;确认有按下进行下一步
     AJMP KEY           ;无键按下返回继续检测
K2:  MOV R2,#0EFH        ;将扫描值送入R2暂存
     MOV R4,#00H       ;将第一列值送入R4暂存
K3:  MOV P1,R2         ;将R2的值送入P1口
L6:  JB P1.0,L1          ;P1.0等于1跳转到L1
     MOV A,#00H         ;将第一行值送入ACC
     AJMP LK           ;跳转到键值处理程序
L1:  JB P1.1,L2         ;P1.1等于1跳转到L2
     MOV A,#04H        ;将第二行的行值送入ACC
     AJMP LK         ;跳转到键值理程序进行键值处理
L2:  JB P1.2,L3        ;P1.2等于1跳转到L3
     MOV A,#08H        ;将第三行的行值送入ACC
     AJMP LK            ;跳转到键值处理程
L3:  JB P1.3,NEXT      ;P1.3等于1跳转到NEXT处
     MOV A,#0cH         ;将第四行的行值送入ACC
LK:  ADD A,R4          ;行值与列值相加后的键值送入A
     PUSH ACC           ;将A中的值送入堆栈暂存
K4:  LCALL DELAY2         ;调用延时去抖动程序
     LCALL KS            ;调用按键检测程序
     JNZ K4            ;按键没有松开继续返回检测
     POP ACC           ;将堆栈的值送入ACC
     RET
NEXT:
     INC R4             ;将列值加一
     MOV A,R2            ;将R2的值送入A
     JNB ACC.7,KEY     ;扫描完至KEY处进行下一扫描
     RL A            ;扫描未完将A中的值右移一位进行下一列的扫描
     MOV R2,A          ;将ACC的值送入R2暂存
     AJMP K3           ;跳转到K3继续
KS:  MOV P1,#0FH       ;将P1口高四位置0低四位值1
     MOV A,P1          ;读P1口
     XRL A,#0FH        ;将A中的值与A中的值相异或
     RET               ;子程序返回
DELAY2:                 ;40ms延时去抖动子程序
     MOV R5,#08H
L7:  MOV R6,#0FAH
L8:  DJNZ R6,L8
     DJNZ R5,L7
     RET
TAB:
    db  28h,34h,28h,34h,0a9h,60h,20h,7ah,20h,21h,61h,74h,30h,62h,0a2h,7eh
    ;0h0hc9878654a321 轮流显示键盘因为无法表达*# 就用H表示,B用8表示
end

Tags:51单片机,步进电机,驱动,程序  
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