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獨立按鍵，一個按鍵需要占用一個I/O口，如果需要16個按鍵，那么就會占用16個I/O口，占據MCS-51系列單片機一半的I/O口。

理論基礎

為了解決I/O這個問題，設計出了矩陣鍵盤，下圖是一個4*4的矩陣鍵盤原理圖。

按鍵按照4*4的格局進行擺放，組成4行4列，將按鍵的同行或同列連接在一起，分別連接到P1口。

怎么才能識別是哪個按鍵被按下呢？

以上圖的S1為例，當按鍵被按下S1導通，P17與P13導通，可以通過判斷P17與P13端口的電平是否一致，判斷按鍵是否被按下。

可以先設置P13（檢測端口）電平為高電平，假設P17（驅動端口）為低電平，當按鍵按下，按鍵導通，讀取P13的電平可以讀到低電平。

（1）設置驅動端口電平為高電平（1）或者低電平（0）；

（2）判斷檢測端口電平是否與驅動端口的電平一致；

實踐演練

P2口連接8個LED（如下圖所示），P1口連接為4*4的矩陣鍵盤（如前面的矩陣鍵盤所示），當按鍵被按下時，P2口的LED點亮，點亮的LED與按鍵的鍵值一致。

寫代碼邏輯代碼先確定S1功能的實現，然后以S1寫其他的按鍵的代碼。

假設設置P17為驅動端口，設置P13為檢測端口。初始化時P17口與P13檢測口初始狀態均為0，然后設置P17口為1，檢測P13是否變為高電平，當變為高電平時，說明有按鍵被按下，代碼如下。

#include "reg52.h"


sbit driver_key1 = P1^7;
sbit snesor_key1 = P1^3;


void main() {


    P2=0xff;    //初始化P2口，P2口原有的數據影響
    P1=0;     //清空P1口，防止原有數據影響
    while(1) {
        char num=0; //設置鍵值
        driver_key1 = 1;   //驅動端口電平為1，驅動開始
        if(snesor_key1==1) //判斷檢測端口是否為1，如果為1則按鍵被按下。
            num = 1;        //設置鍵值


        driver_key1 = 0;   //驅動端口電平為0,驅動結束
        P2 =~num;
        //由于I/O為低電平時，才可以被點亮。
        //1的值換成二進制00000001，其余七個led被點亮第一個不亮,
        //需要第一個led被點亮需要將1取反，二進制數變為1111 1110，第一個led亮。
    }
}

使用上述代碼，燒錄程序后。LED燈不亮，按下按鍵S1，LED1也沒有亮。這是由于按鍵按下時，P17驅動端的高電平，會被P13檢測端的低電平拉成低電平，檢測端口檢測不到高電平。

將代碼修改為初始化時P17口與P13檢測口初始狀態均為1，然后設置P17口為0，檢測P13是否變為低電平，當變為低電平時，說明有按鍵被按下，修改代碼如下。

void main() {
    P2=0xff;    //初始化P2口，P2口原有的數據影響
    P1=0xff;     //P1口置1，防止原有數據影響
    while(1) {
         char num=0; //設置鍵值
        driver_key1 = 0;   //驅動端口電平為0，驅動開始
        if(snesor_key1==0) //判斷檢測端口是否為1，如果為1則按鍵被按下。
            num = 1;        //設置鍵值


        driver_key1 = 1;   //驅動端口電平為0,驅動結束
        P2 =~num;
        //由于I/O為低電平時，才可以被點亮。
        //1的值換成二進制00000001，其余七個led被點亮第一個不亮,
        //需要第一個led被點亮需要將1取反，二進制數變為1111 1110，第一個led亮。
    }
}

編譯燒錄程序，當按下S1時，可以實現LED1被點亮。

將按鍵檢測代碼獨立拉出來寫成函數，實現16個按鍵，按壓時對應的led被點亮，代碼如下。

#include "reg52.h"


sbit driver_key1 = P1^7;
sbit driver_key2 = P1^6;
sbit driver_key3 = P1^5;
sbit driver_key4 = P1^4;




sbit snesor_key1 = P1^3;
sbit snesor_key2 = P1^2;
sbit snesor_key3 = P1^1;
sbit snesor_key4 = P1^0;


char key_scan() {
    char num =0;
    driver_key1 = 0;
    if(snesor_key1==0)
        num = 1;
    if(snesor_key2==0)
        num = 2;
    if(snesor_key3==0)
        num = 3;
    if(snesor_key4==0)
        num = 4;
    driver_key1 = 1;


    driver_key2 = 0;
    if(snesor_key1==0)
        num = 5;
    if(snesor_key2==0)
        num = 6;
    if(snesor_key3==0)
        num = 7;
    if(snesor_key4==0)
        num = 8;
    driver_key2 = 1;


    driver_key3 = 0;
    if(snesor_key1==0)
        num = 9;
    if(snesor_key2==0)
        num = 10;
    if(snesor_key3==0)
        num = 11;
    if(snesor_key4==0)
        num = 12;
    driver_key3 = 1;


    driver_key4 = 0;
    if(snesor_key1==0)
        num = 13;
    if(snesor_key2==0)
        num = 14;
    if(snesor_key3==0)
        num = 15;
    if(snesor_key4==0)
        num = 16;
    driver_key4 = 1;
    return num;


}


void main() {


    P2=0xff;    //初始化P2口，P2口原有的數據影響
    P1=0xff;     //清空P1口，防止原有數據影響
    while(1) {
        char num =0;
        num = key_scan();
        P2 =~num;
        //由于I/O為低電平時，才可以被點亮。
        //1的值換成二進制00000001，其余七個led被點亮第一個不亮,
        //需要第一個led被點亮需要將1取反，二進制數變為1111 1110，第一個led亮。


    }
}