stm32f103c8t6之4x4矩阵按键

news2024/12/24 9:16:58
基于普中精灵开发板
1、矩阵按键原理

当我们需要使用较多的按键时，单片机的IO口可能不够用,这是就需要使用矩阵按键。

对应IO口如下：

 步骤解析：

1、全部按键都没有按下时，全行IO为低电平（全列对应的IO设置为下拉低电平）。
2、第一行IO口全为高电平，检测对应列的IO口电平，2、3、4行对应IO为电平。
3、第二行IO口全为高电平，检测对应列的IO口电平，1、3、4行对应IO为电平。
4、第三行IO口全为高电平，检测对应列的IO口电平，1、2、4行对应IO为电平。
5、第四行IO口全为高电平，检测对应列的IO口电平，1、2、3行对应IO为电平。

 ---------------------------------------------------------******----------------------------------------------------------------

一、第一行IO口全为高电平，检测对应列的IO口电平，2、3、4行对应的IO为低电平，那么只需要读取列对应的4个IO口电平，就可以判断是第一行第几个按键按下。因为按下时按键连通，则对应的按键的列引脚电平就为高电平（列对应的io为电平）。

注意：行对应的引脚为推挽输出，列对应的引脚为下拉（默认低电平0）

 例如，当第一行第一个按键按下时，KEY_L1对应的IO电平将从0变为1，如下图所示。

 二、第二行IO口全为高电平，检测对应列的IO口电平，1、3、4行对应IO为电平。同样的思路进行编程

三、 按键扫描函数：
u8 KEY_Matrix_Scan(void)
{
    u8 col1,col2,col3,col4;//保存电平状态
	u8 key_value;//保存键值
	
	//1、没有检测到按键按下
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H1_PORT,KEY_MATRIX_H1_PIN);
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H2_PORT,KEY_MATRIX_H2_PIN);
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H3_PORT,KEY_MATRIX_H3_PIN);
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H4_PORT,KEY_MATRIX_H4_PIN);	
	//全部都没有按下,返回0
	if((GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN)|
		GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN)|
		GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN)|
	    GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN))==0)
	{
	    return 0;
	}
	//有按下，但没有检测到，同样返回0
	else
	{
	    delay_ms(5);//按键消抖
		if((GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN))==0)
		{
			return 0;
		}
	}
	
	//2、第一行检测
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H1_PORT,KEY_MATRIX_H1_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H2_PORT,KEY_MATRIX_H2_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H3_PORT,KEY_MATRIX_H3_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H4_PORT,KEY_MATRIX_H4_PIN);
	//记录电平
	col1=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN);
	col2=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN);
	col3=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN);
	col4=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN);
	if(col1==1&&col2==0&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=1;//第一行第一个按键按下了
	if(col1==0&&col2==1&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=2;//第一行第二个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==1&&col4==0)
	    key_value=3;//第一行第三个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==0&&col4==1)
	    key_value=4;//第一行第四个按键按下了
	//需判断按键是否松开，当某按键按下时值为1大于0为真，继续等待;当按键松开都没有按下时值为0>0为假，退出等待
	while((GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN))>0);
	
	//3、第二行检测
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H1_PORT,KEY_MATRIX_H1_PIN);
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H2_PORT,KEY_MATRIX_H2_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H3_PORT,KEY_MATRIX_H3_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H4_PORT,KEY_MATRIX_H4_PIN);
	//记录电平
	col1=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN);
	col2=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN);
	col3=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN);
	col4=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN);
	if(col1==1&&col2==0&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=5;//第二行第一个按键按下了
	if(col1==0&&col2==1&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=6;//第二行第二个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==1&&col4==0)
	    key_value=7;//第二行第三个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==0&&col4==1)
	    key_value=8;//第二行第四个按键按下了
	//需判断按键是否松开，当某按键按下时值为1大于0为真，继续等待;当按键松开都没有按下时值为0>0为假，退出等待
	while((GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN))>0);
	
	//4、第三行检测
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H1_PORT,KEY_MATRIX_H1_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H2_PORT,KEY_MATRIX_H2_PIN);
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H3_PORT,KEY_MATRIX_H3_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H4_PORT,KEY_MATRIX_H4_PIN);
	//记录电平
	col1=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN);
	col2=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN);
	col3=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN);
	col4=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN);
	if(col1==1&&col2==0&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=9;//第三行第一个按键按下了
	if(col1==0&&col2==1&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=10;//第三行第二个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==1&&col4==0)
	    key_value=11;//第三行第三个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==0&&col4==1)
	    key_value=12;//第三行第四个按键按下了
	//需判断按键是否松开，当某按键按下时值为1大于0为真，继续等待;当按键松开都没有按下时值为0>0为假，退出等待
	while((GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN))>0);
	
	//5、第四行检测
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H1_PORT,KEY_MATRIX_H1_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H2_PORT,KEY_MATRIX_H2_PIN);
	GPIO_ResetBits(KEY_MATRIX_H3_PORT,KEY_MATRIX_H3_PIN);
	GPIO_SetBits(KEY_MATRIX_H4_PORT,KEY_MATRIX_H4_PIN);
	//记录电平
	col1=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN);
	col2=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN);
	col3=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN);
	col4=GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN);
	if(col1==1&&col2==0&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=13;//第四行第一个按键按下了
	if(col1==0&&col2==1&&col3==0&&col4==0)
	    key_value=14;//第四行第二个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==1&&col4==0)
	    key_value=15;//第四行第三个按键按下了
	if(col1==0&&col2==0&&col3==0&&col4==1)
	    key_value=16;//第四行第四个按键按下了
	//需判断按键是否松开，当某按键按下时值为1大于0为真，继续等待;当按键松开都没有按下时值为0>0为假，退出等待
	while( (GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L1_PORT,KEY_MATRIX_L1_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L2_PORT,KEY_MATRIX_L2_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L3_PORT,KEY_MATRIX_L3_PIN)|
			GPIO_ReadInputDataBit(KEY_MATRIX_L4_PORT,KEY_MATRIX_L4_PIN))>0);
	
	return key_value;
}

实验结果：

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