51单片机基础部分——矩阵按键检测

前言

上一节，我们说到了独立按键的检测以及使用，但是独立按键每一个按键都要对应一个IO口进行检测，在一些需要多按键的情况下，使用过多的独立按键会过多的占用单片机的IO资源，为了解决这个问题的出现，我们今天就来介绍一些矩阵按键。

矩阵按键

为了解决独立按键占用过多IO的问题，我们这里用到矩阵按键，这里我们要先搞懂，矩阵按键的工作原理，我们先看一下我们开发板上面的独立按键和矩阵按键部分的原理图


上面是独立按键的部分，下面则是矩阵按键部分的原理图，我们只看按键的样子，上下两种模式似乎是一样的，实际情况也确实如此，上下部分使用的按键是同样的，他们的区别是排列接线方式不同，我们来看，上面的独立按键是使用了4个IO来连接了4个按键，下面的矩阵按键则使用了8个IO连接了16个按键，这就会节省了IO的使用，提高单片机的运行效率。

原理

在该开发板我们用了8个IO来检测16个按键的状态检测，在该开发板中，，我们看到P0端口全部是用来做矩阵按键检测，8个IO检测16个按键，将16个按键以4*4的方式排摆开来，每行四个，每列四个，这样我们就可以通过8个IO来检测16个按键，每一个按键只对应一个行和一个列，所以我们可以将8个IO分为两组，一组检测行，一组检测列，每个按键只对应两个IO，但是每个IO可以对应四个按键。

检测&代码

该开发板中，矩阵按键为4*4排列，每一行（列）对应4个按键，共可以交叉出16个坐标，且每个坐标都是唯一存在的，所以我们可以通过逐行（列）的方式来判断按键的状态并检测，这样我们就可以定位到每一个按键，检测方式和独立按键相同，话不多说，直接上代码

unsigned char MatrixKey()
{
	
	unsigned char KeyNumber=0;
	
	P1=0xff;
	P1_3=0;
	if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);KeyNumber=1;}
	if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);KeyNumber=5;}
	if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);KeyNumber=9;}
	if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);KeyNumber=13;}

	P1=0xff;
	P1_2=0;
	if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);KeyNumber=2;}
	if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);KeyNumber=6;}
	if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);KeyNumber=10;}
	if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);KeyNumber=14;}

	P1=0xff;
	P1_1=0;
	if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);KeyNumber=3;}
	if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);KeyNumber=7;}
	if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);KeyNumber=11;}
	if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);KeyNumber=15;}

	P1=0xff;
	P1_0=0;
	if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);KeyNumber=4;}
	if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);KeyNumber=8;}
	if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);KeyNumber=12;}
	if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);KeyNumber=16;}

	return KeyNumber;
}

我们可以对KeyNumber进行判断，判断读取到了哪个按键有变化，然后做出相应的状态，写对应的代码；
大家可以尝试用矩阵按键在数码管做一个简易的计算器，在数码管显示，大家可以自己尝试写一下，后面会在其他文章更新