什么是矩陣鍵盤(pán)

　　矩陣鍵盤(pán)是單片機(jī)外部設(shè)備中所使用的排布類(lèi)似于矩陣的鍵盤(pán)組。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，列線通過(guò)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(pán)的組成結(jié)構(gòu)

　　在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤(pán)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(pán)，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的。

　　矩陣鍵盤(pán)有何用途

　　矩陣鍵盤(pán)的用途很廣，比如：計(jì)算器，遙控器，觸摸屏ID產(chǎn)品，銀行的提錢(qián)機(jī)，密碼輸入器。

　　當(dāng)鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/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(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤(pán)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(pán)，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(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是更合理的方案。

　　矩陣鍵盤(pán)在單片機(jī)工程中的應(yīng)用

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

　　鍵盤(pán)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，按鍵的閉合和斷開(kāi)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)過(guò)程，其抖動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短和開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性密切有關(guān)，一般為5~10ms。由于抖動(dòng)過(guò)程的存在，對(duì)單片機(jī)識(shí)別按鍵是一種干擾。這時(shí)我們要想辦法消除按鍵的抖動(dòng)，常用的消抖方法有兩種：一種是軟件消抖，其基本思路如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)在第一次檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，比如說(shuō)該按鍵所對(duì)應(yīng)的信號(hào)線為低電平，執(zhí)行一段延時(shí)10ms的程序以后，確認(rèn)該信號(hào)線的電平狀態(tài)是否仍為低電平，如果確認(rèn)其信號(hào)線的電平狀態(tài)為低電平，則確認(rèn)該信號(hào)線有按鍵按下。當(dāng)按鍵松開(kāi)時(shí)，信號(hào)線的電平狀態(tài)由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑘?zhí)行一段延時(shí)10ms的程序以后，檢測(cè)該信號(hào)線電平狀態(tài)為高電平，則說(shuō)明松開(kāi)按鍵。此方法利用軟件延時(shí)的方法躲過(guò)了按鍵的抖動(dòng)期，實(shí)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(dòng)時(shí)的電平波形。其電路原理圖如圖2所示。

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

　　voidkey_scan（void）

　　{

　　Temp1=0;//8位無(wú)符號(hào)變量

　　P2=0xF0;//列為高電平行為低電平

　　delay_ms（5）;//按鍵消抖延時(shí)

　　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(shí)時(shí)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(shí)別

　　}