STM32 矩阵键盘
简介
1.硬件部分
2.软件部分
硬件部分
矩阵键盘的工作方式
对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作方式应根据实际应用系统中的CPU的工作状况而定，其选取的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。通常键盘的工作方式有三种，编程扫描、定时扫描和中断扫描。
（1）编程扫描方式
编程扫描方式是利用CPU完成其它工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。
（2）定时扫描方式
定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有按键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。
（3）中断扫描方式
上述两种键盘扫描方式，无论是否按键，CPU都要定时扫描键盘，而单片机应用系统工作时，并非经常需要键盘输入，因此，CPU经常处于空扫描状态。
为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当无按键按下时，CPU处理自己的工作，当有按键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。
4x4矩阵键盘模块原理图
4x4矩阵键盘模块实物图
软件部分
key.c
/********************************************************************* * 文件名 ：key4x4.c * 描述 ：按键应用函数库 * 硬件连接：------------------------- * | PB8 - H4 | * | PB9 - H3 | * | PB10 - H2 | * | PB11 - H1 | * | PB12 - L4 | * | PB13 - L3 | * | PB14 - L2 | * | PB15 - L1 | * ------------------------- * 库版本 ：ST3.5.0 *********************************************************************/
#include "key4x4.h"
#include "delay.h"
/* * 函数名：Key_GPIO_Config * 描述 ：配置按键用到的I/O口 GPIO端口可以自行定义 * 输入 ：无 * 输出 ：无 */
void Key4x4_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*开启按键端口的时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15; //GPIO端口引脚可以自行定义
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
//配置引脚速度
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
//配置引脚模式 GPIO_Mode_IPU 上拉输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
/* * 函数名：u8 Key_Scan * 描述 ：按键扫描函数 * 输入 ：无 * 输出 ：无 */
u8 Key_Scan(void)
{
u16 temp;
u8 ucBackValue=0;
//====扫描第一列==========
GPIO_Write(GPIOB,0xfe00);
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB); //读出整个口得到的值
temp=temp&0xf000; //屏蔽低4位
if (temp!=0xf000) //假如高4位不全是1
{
delay_ms(20); // 延时消抖再读
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
if (temp!=0xf000) //消抖后如果再次高4位确定不是全1
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB)&0xff00; //读出此次按键的值
switch(temp)
{
case 0xee00:
ucBackValue = 1;break;
case 0xde00:
ucBackValue = 5;break;
case 0xbe00:
ucBackValue = 9;break;
case 0x7e00:
ucBackValue = 13;break;
default:break;
}
while(temp!=0xf000) //等待按键放开，初始必然被执行
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
}
}
}
//====第二列送0==========
GPIO_Write(GPIOB,0xfd00);
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB); //读出整个口得到的值
temp=temp&0xf000; //屏蔽低4位
if (temp!=0xf000) //假如高4位不全是1
{
delay_ms(20); // 延时消抖再读
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
if (temp!=0xf000) //消抖后如果再次高4位确定不是全1
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB)&0xff00; //读出此次按键的值
switch(temp)
{
case 0xed00:
ucBackValue = 2; break;
case 0xdd00:
ucBackValue = 6; break;
case 0xbd00:
ucBackValue = 10; break;
case 0x7d00:
ucBackValue = 14; break;
default:break;
}
while(temp!=0xf000) //等待按键放开
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
}
}
}
//====第3列送0==========
GPIO_Write(GPIOB,0xfb00);
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB); //读出整个口得到的值
temp=temp&0xf000; //屏蔽低4位
if (temp!=0xf000) //假如高4位不全是1
{
delay_ms(20); // 延时消抖再读
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
if (temp!=0xf000) //消抖后如果再次高4位确定不是全1
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB)&0xff00; //读出此次按键的值
switch(temp)
{
case 0xeb00:
ucBackValue = 3; break;
case 0xdb00:
ucBackValue = 7; break;
case 0xbb00:
ucBackValue = 11; break;
case 0x7b00:
ucBackValue = 15; break;
default:break;
}
while(temp!=0xf000) //等待按键放开
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
}
}
}
//====第4列送0==========
GPIO_Write(GPIOB,0xf700);
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB); //读出整个口得到的值
temp=temp&0xf000; //屏蔽低4位
if (temp!=0xf000) //假如高4位不全是1
{
delay_ms(20); // 延时消抖再读
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
if (temp!=0xf000) //消抖后如果再次高4位确定不是全1
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB)&0xff00;
switch(temp)
{
case 0xe700:
ucBackValue = 4; break;
case 0xd700:
ucBackValue = 8; break;
case 0xb700:
ucBackValue = 12; break;
case 0x7700:
ucBackValue = 16; break;
default:break;
}
while(temp!=0xf000) //等待按键放开
{
temp=GPIO_ReadInputData(GPIOB);
temp=temp&0xf000;
}
}
}
return ucBackValue;
}
key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "stm32f10x.h"
void Key4x4_GPIO_Config(void);
u8 Key_Scan(void);
#endif /* __KEY_H */
案例（51单片机 矩阵键盘 数码管显示0~F）
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
#define GPIO_DIG P0
#define GPIO_KEY P1 //可以改变，引脚可以自定义
unsigned char KeyValue; //用来存放读取到的键值
unsigned char code smgduan[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//显示0~F的值//共阴数码管
/******************************************************************************* * 函 数 名 : delay * 函数功能 : 延时函数，i=1时，大约延时10us *******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/******************************************************************************* * 函 数 名 : KeyDown * 函数功能 : 检测有按键按下并读取键值 * 输 入 : 无 * 输 出 : 无 *******************************************************************************/
void KeyDown(void)
{
unsigned char a=0;
GPIO_KEY=0x0f;
if(GPIO_KEY!=0x0f)//读取按键是否按下
{
delay(1000);//延时10ms进行消抖
if(GPIO_KEY!=0x0f)//再次检测键盘是否按下
{
//测试列
GPIO_KEY=0X0F;
switch(GPIO_KEY)
{
case(0X07): KeyValue=0;break;
case(0X0b): KeyValue=1;break;
case(0X0d): KeyValue=2;break;
case(0X0e): KeyValue=3;break;
}
//测试行
GPIO_KEY=0XF0;
switch(GPIO_KEY)
{
case(0X70): KeyValue=KeyValue;break;
case(0Xb0): KeyValue=KeyValue+4;break;
case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+8;break;
case(0Xe0): KeyValue=KeyValue+12;break;
}
}
}
while((a<50)&&(GPIO_KEY!=0xf0)) //检测按键松手检测
{
delay(100);
a++;
}
}
void main()
{
while(1)
{
KeyDown();//按键判断函数
GPIO_DIG=~smgduan[KeyValue];
}
}
参考资料
1.野火STM32视频学习https://space.bilibili.com/356820657/
2.野火STM32论坛http://www.firebbs.cn/forum.php
3.野火STM32开源资料http://products.embedfire.com/zh_CN/latest/
4.畅学电子网 http://www.eeskill.com/
5.知乎链接https://zhuanlan.zhihu.com/p/103576433
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