矩阵键盘的软件实现主要分为两种方式： 扫描式和 中断式。以下是具体实现方法和代码示例：
一、扫描式矩阵键盘实现
1. 硬件连接
行控制：4行分别接单片机P1.7~P1.4
列控制：4列分别接单片机P1.3~P1.0
电源与地：行线接5V，列线接GND
2. 扫描原理
通过逐行输出高电平，检测列电平变化来确定按键位置：
行扫描：
将所有行线置低，逐行输出高电平，检测哪一行电平下降，即为按下的行
列扫描：
将所有列线置低，逐列输出高电平，检测哪一列电平下降，即为按下的列
3. 代码示例（8051单片机）
```c
include
define ROWS 4
define COLS 4
define DELAY_TIME 20
void delay(unsigned int time) {
unsigned int i, j;
for (i = 0; i < time; i++) {
for (j = 0; j < 1275; j++); // 1275 = 11001111B = 2^8 - 1
}
}
unsigned char scanMatrix() {
unsigned char key = 0;
for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
P1 = 0xF0 << i; // 设置第i行为高电平
while (!(P1 & 0x01)); // 等待该行电平下降
for (int j = 0; j < COLS; j++) {
if (!(P1 & (1 << j)))) {
key = i * COLS + j;
break;
}
}
}
return key;
}
void main() {
while (1) {
unsigned char key = scanMatrix();
if (key != 0) {
// 处理按键事件，例如点亮LED或切换模式
P1 = 0x00; // 清除显示
// 根据key值执行相应操作
}
}
}
```
二、中断式矩阵键盘实现
1. 硬件连接
与扫描式相同，但需为行线配置开漏输出模式，列线接高电平
2. 中断原理
通过检测行线状态变化触发中断，利用列线状态确定按键位置：
行中断：
每行连接一个中断源，当行电平变化时触发中断
列确认：
在中断服务程序中，通过列线电平变化确认按键
3. 代码示例（STM32微控制器）
```c
include "stm32f1xx_hal.h"
define ROWS 4
define COLS 4
void MX_GPIO_Init(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_17 + i;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
for (int i = 0; i < COLS; i++) {
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13 + i;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_PIN, uint16_t GPIO_EVENT) {
if (GPIO_PIN == GPIO_PIN_17) { // 假设第1行连接中断引脚
for (int j = 0; j < COLS; j++) {
if (GPIO_PIN_13 + j == GPIO_PIN_0) { // 检测列电平变化
// 处理按键事件
break;
}
}
}
}
int main() {
HAL_Init();
MX_GPIO_Init();
HAL_NVIC_SetPriority(GPIOA_IRQn, 0, 1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(GPIOA_IRQn);
while (1) {
// 主循环
}
}
```
三、注意事项
1.