什么是矩陣鍵盤

　　矩陣鍵盤是單片機(jī)外部設(shè)備中所使用的排布類似于矩陣的鍵盤組。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。

　　矩陣鍵盤的組成結(jié)構(gòu)

　　在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。

　　矩陣鍵盤有何用途

　　矩陣鍵盤的用途很廣，比如：計算器，遙控器，觸摸屏ID產(chǎn)品，銀行的提錢機(jī)，密碼輸入器。

　　當(dāng)鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。故在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是更合理的方案。

　　矩陣鍵盤在單片機(jī)工程中的應(yīng)用

　　以51單片機(jī)為例，矩陣鍵盤接于P2口。在圖1中可以看出，用了8個I/O口，實現(xiàn)了16個按鍵的識別。很明顯在按鍵數(shù)目較多的應(yīng)用場合，矩陣式鍵盤形式與獨(dú)立鍵盤形式相比較，可以節(jié)省很多的I/O口資源。

　　鍵盤在實際應(yīng)用過程中，按鍵的閉合和斷開過程中會產(chǎn)生抖動過程，其抖動的時間長短和開關(guān)的機(jī)械特性密切有關(guān)，一般為5~10ms。由于抖動過程的存在，對單片機(jī)識別按鍵是一種干擾。這時我們要想辦法消除按鍵的抖動，常用的消抖方法有兩種：一種是軟件消抖，其基本思路如下：單片機(jī)在第一次檢測到有按鍵按下時，比如說該按鍵所對應(yīng)的信號線為低電平，執(zhí)行一段延時10ms的程序以后，確認(rèn)該信號線的電平狀態(tài)是否仍為低電平，如果確認(rèn)其信號線的電平狀態(tài)為低電平，則確認(rèn)該信號線有按鍵按下。當(dāng)按鍵松開時，信號線的電平狀態(tài)由低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時10ms的程序以后，檢測該信號線電平狀態(tài)為高電平，則說明松開按鍵。此方法利用軟件延時的方法躲過了按鍵的抖動期，實現(xiàn)了按鍵消抖的目的。還有一種按鍵消抖的方法就是在按鍵的兩側(cè)并聯(lián)一瓷片電容。該瓷片電容可以平滑按鍵抖動時的電平波形。其電路原理圖如圖2所示。

　　在單片機(jī)實際應(yīng)用工程中，常用C語言編程，下面列出一段按鍵識別程序的實際應(yīng)用例程。

　　voidkey_scan（void）

　　{

　　Temp1=0;//8位無符號變量

　　P2=0xF0;//列為高電平行為低電平

　　delay_ms（5）;//按鍵消抖延時

　　Temp1=P2;//讀P2口

　　Temp1=Temp1&0xF0;//屏蔽低四位

　　Temp1=~（（Temp1》》4）|0xF0）;

　　if（Temp1==1）//P2.4被拉低

　　key=1;

　　elseif（Temp1==2）//P2.5被拉低

　　key=2;

　　elseif（Temp1==4）//P2.6被拉低

　　key=3;

　　elseif（Temp1==8）//P2.7被拉低

　　key=4;

　　else

　　key=16;

　　P2=0x0F;//行為高電平列為低電平

　　delay_ms（5）;//按鍵消抖延時時間

　　Temp1=P2;//讀P2口

　　Temp1=Temp1&0x0F;

　　Temp1=~（Temp1|0xF0）;

　　if（Temp1==1）//P2.0被拉低

　　key=key+0;

　　elseif（Temp1==2）//P2.1被拉低

　　key=key+4;

　　elseif（Temp1==4）//P2.2被拉低

　　key=key+8;

　　elseif（Temp1==8）//P2.3被拉低

　　key=key+12;

　　else

　　key=16;//全部按鍵均可識別

　　}