Proteus使用技巧

矩陣鍵盤是讀取一系列按鍵的有效方法，例如讀取電話的撥號(hào)盤、POS機(jī)小鍵盤、電腦鍵盤，甚至是電子鋼琴上的鍵盤。

讀取大量按鍵輸入的一種方法是將每個(gè)按鍵連接到其自己的微控制器輸入引腳。對(duì)于 4x4 鍵盤，這將需要 16 個(gè) GPIO（通用輸入/輸出）引腳。

但是，通過在矩陣中連接按鍵，只需 8 個(gè) GPIO 即可讀取相同數(shù)量的按鍵。

這減少了所需的微控制器引腳數(shù)量，以及相關(guān)布線/PCB走線的數(shù)量。

矩陣式鍵盤是按行和列的網(wǎng)格布線的（盡管它們?cè)谖锢砩喜灰欢ㄒ催@個(gè)方向布置，例如電子鋼琴鍵盤）。在微控制器上，行或列的引腳被永久設(shè)置為輸入（本文中我們堅(jiān)持使用行連接），而另一組引腳（本文中我們堅(jiān)持使用列連接）在輸出（低電平驅(qū)動(dòng)）和浮空（基本上是開漏輸出）之間切換。

行輸入引腳需要上拉電阻，這可以在微控制器外部添加，也可以在微控制器內(nèi)部激活（如果微控制器包含此功能）。一些微控制器具有開漏輸出引腳（用于列），或者可以簡(jiǎn)單地將這些引腳設(shè)置為輸入，以使其浮空。如果你對(duì)上拉電阻、浮空和/或開漏這些術(shù)語不熟悉，那么這里有一些快速解釋：

浮空輸入

浮空輸入是一種不主動(dòng)驅(qū)動(dòng)到任何特定水平的輸入，它真的可以是任何東西（例如，基于環(huán)境中的靜電）。我們都使用過自動(dòng)關(guān)閉的門，比如在公共設(shè)施中常見的門--除非你主動(dòng)把門打開，否則就會(huì)有一個(gè)機(jī)制把它再次關(guān)上。如果沒有自動(dòng)關(guān)閉機(jī)制（現(xiàn)在想象一下，門沒有閂鎖機(jī)制），門會(huì)被風(fēng)吹來吹去，或者被進(jìn)出的人移動(dòng)，它不會(huì)默認(rèn)到任何特定的位置。

上拉（或下拉）電阻

上拉（或下拉）電阻類似于這些門上的自動(dòng)關(guān)閉機(jī)制，因?yàn)樗诓恢鲃?dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)將輸入保持在一個(gè)特定的水平。上拉（或下拉）電阻可以被認(rèn)為是一個(gè)彈簧，當(dāng)它沒有被主動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，它將輸入拉到一個(gè)特定的水平，你可能注意到，電阻符號(hào)實(shí)際上看起來像一個(gè)小彈簧：

開漏輸出

開漏輸出是一個(gè)只能被驅(qū)動(dòng)為低電平的輸出，而不是高電平；輸出要么是低電平，要么是浮空的。本質(zhì)上，輸出只是連接到一個(gè)晶體管的漏極引腳（因此稱為開漏）。

通過將微控制器引腳在輸入（浮空，沒有上拉或下拉電阻）和輸出（被驅(qū)動(dòng)為低電平）之間切換，可以實(shí)現(xiàn)類似的效果。

讀取矩陣鍵盤

為了讀取矩陣中的任何特定按鍵，我們將相應(yīng)的列引腳驅(qū)動(dòng)為低電平，然后讀取相應(yīng)的行引腳；如果行引腳讀取為低電平，則該按鍵被按下，如果它讀取為高電平，則該按鍵未被按下。

通常，這是在快速順序掃描操作中完成的，以檢查矩陣中的每個(gè)按鍵，依次驅(qū)動(dòng)每個(gè)列引腳，同時(shí)讀取中間的每個(gè)行引腳。同時(shí)按鍵不會(huì)對(duì)此方法造成任何問題，并且仍然可以單獨(dú)讀取每個(gè)鍵。

防抖動(dòng)

機(jī)械開關(guān)也會(huì)出現(xiàn)一種彈跳現(xiàn)象，即開關(guān)的觸點(diǎn)在接觸時(shí)發(fā)生物理彈跳，并在開關(guān)穩(wěn)定在新狀態(tài)之前出現(xiàn)一些快速的電壓轉(zhuǎn)換：

如果微控制器非常頻繁地讀取輸入，那么它可能會(huì)將彈跳記錄成按下按鍵的次數(shù)（而不是用戶期望的一次按下）;最簡(jiǎn)單的解決方案是每次讀取按鍵之間留出一定的延遲時(shí)間，這將使按鍵有足夠的時(shí)間在兩次讀取之間轉(zhuǎn)換（通常 10-50ms 就足夠了），這就是防抖開關(guān)技術(shù)。

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