??1.矩陣鍵盤的介紹

在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。

采用逐行或逐列的“掃描”，就可以讀出任何位置按鍵的狀態(tài)。

結構：在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，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成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵(⑨鍵) 由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。

??2.掃描的概念

數(shù)碼管掃描（輸出掃描）

原理：顯示第1位→顯示第2位→顯示第3位→……，然后快速循環(huán)這個過程，最終實現(xiàn)所有數(shù)碼管同時顯示的效果。因為它的掃描速度是非常快的，根據(jù)人的肉眼現(xiàn)象，你所看到的掃描都是同時進行顯示的。這就是少量 IO 口，連接到矩陣減少 IO 口的一個目的。

矩陣鍵盤掃描（輸入掃描）

原理：讀取第1行(列)→讀取第2行(列) →讀取第3行(列) → ……，然后快速循環(huán)這個過程，最終實現(xiàn)所有按鍵同時檢測的效果。原理：跟數(shù)碼管是極其相像的，掃描的過程其實是由電腦的顯卡來進行掃描的這個是一個其它的一個知識點。其實對于顯示器來說這個掃描的概念是非常廣泛的，因為這個像素點是非常多的幾乎所有的顯示器都會采用矩陣來進行掃描的。

以上兩種掃描方式的共性：節(jié)省I/O口??

??3.矩陣鍵盤的原理圖

獨立按鍵和矩陣按鍵的相同之處

獨立按鍵它是把按鍵的公共的一端全部連接在了低電平上，然后另一端連接到了 IO 口上。

矩陣按鍵它是我們把①行④個單獨的去拿出來看一下(S1、S2、S3、S4)這一行它的公共端它如果說把它連接到GND(P17~P14)如果不要了的話。會發(fā)現(xiàn)這個矩陣鍵盤其實就是和我們說的獨立按鍵是一模一樣的！

掃描矩陣鍵盤的第一步：如果說是按行那么就把第一個接到GND上，然后用④個if分別進行判斷（P13~P10） if(P13==0)那么就證明S1是按下的。同理：if(P12==0)的話那么就是S2是按下的！那么后面兩個也是同樣的！第一行就可以完美的解決了。

判斷第二行的話，我們只需要把第一行給 1，第二行給 0，第三行給 1，第四行給 1。就可以了。因為如果給 1 的話，你的另一端無論按不按下它都是 1 。這個時候 if(P13==0)的話那么就是 S5 按下了，同理。如果 if(P12==0)的話就是 S6 按下了。

那么判斷第三行以及第四行的話都是跟上面所講述一樣，這里不多描述了！

以上是 逐行掃描 的內容！?。〉沁@個開發(fā)板 這樣會 出現(xiàn)問題：說明一下這個開發(fā)板！不是這個矩陣鍵盤和知識點的一個問題。這是它內部電路的連接問題 按行掃描的話這個P15口的話可能會一會給高電平或者低電平。(會連接到五線四相步進電機然后BZ連接到蜂鳴器上，因為我們這個蜂鳴器它是無源蜂鳴器，所以當你按行掃描的時候它有可能就會發(fā)出聲音)

所以建議采用 逐列掃描!

同理！給下面④(P13、P12、P11、P10)個進行賦值。讀取上面的④個(P17~P14)

比如說我們要掃描 第一列的話：把 P13 賦值為 (0 低電平) 其它全部給 (1 高電平)那么這一行都可以進行按鍵掃描了，如果要按 S1 的話 if(P17 == 0) 的話就是 S1 按下了，那么如果 if(P16 == 0) 的話那么就是 S2 按下了，同理~ 。那么第二列也是一樣只需要給：P12賦值為低電平，其它給上高點平~~~

??4.單片機的io口

單片機的io口是一種弱上拉的模式~！又被稱作是準雙向口(input，output) 既可以輸入又可以輸出，這種就叫做是雙向口。但是這種雙向口有點問題:這么樣才可以達到輸入或者是輸出呢 ？像我們這種矩陣鍵盤的話是不是給上，一端是0，然后讀取另一頭。但是另一頭你怎么知道它是一種輸入(高電平)呢？它其實也是作為一種輸出端(低電平)它既是輸出(低電平)也是輸入(高電平)，那么為什么單片機它的 io 口是默認為高電平呢？是因為它里面擁有一個上拉電阻把低電平變成高電平了 ！所以才導致單片機是高電平，還有一個是當口線輸出為1的時候驅動能力很弱，允許外部裝置將其拉低。當引腳的輸出為低電平的時候，它的驅動能力很強，可以吸收相當大的電流。單片機中P1、P2、P3 都是一種弱上拉的一種模式。

準雙向口輸出如下所示：

??5.代碼實現(xiàn)矩陣按鍵的兩個工程

??5.1代碼實現(xiàn)顯示對應數(shù)字

Delay.h和Delay.c

 
void Delay(unsigned int xms)
{
    unsigned char i, j;
    while(xms--)
    {
        i = 2;
        j = 239;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
    }
}

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
 
void Delay(unsigned int xms);
 
#endif

LCD1602.c和LCD1602.h

#include <REGX52.H>
 
//引腳配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0
 
//函數(shù)定義：
/**
  * @brief  LCD1602延時函數(shù)，12MHz調用可延時1ms
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void LCD_Delay()
{
    unsigned char i, j;
 
    i = 2;
    j = 239;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}
 
/**
  * @brief  LCD1602寫命令
  * @param  Command 要寫入的命令
  * @retval 無
  */
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
    LCD_RS=0;
    LCD_RW=0;
    LCD_DataPort=Command;
    LCD_EN=1;
    LCD_Delay();
    LCD_EN=0;
    LCD_Delay();
}
 
/**
  * @brief  LCD1602寫數(shù)據(jù)
  * @param  Data 要寫入的數(shù)據(jù)
  * @retval 無
  */
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
    LCD_RS=1;
    LCD_RW=0;
    LCD_DataPort=Data;
    LCD_EN=1;
    LCD_Delay();
    LCD_EN=0;
    LCD_Delay();
}
 
/**
  * @brief  LCD1602設置光標位置
  * @param  Line 行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 列位置，范圍：1~16
  * @retval 無
  */
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
    if(Line==1)
    {
        LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
    }
    else if(Line==2)
    {
        LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
    }
}
 
/**
  * @brief  LCD1602初始化函數(shù)
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void LCD_Init()
{
    LCD_WriteCommand(0x38);//八位數(shù)據(jù)接口，兩行顯示，5*7點陣
    LCD_WriteCommand(0x0c);//顯示開，光標關，閃爍關
    LCD_WriteCommand(0x06);//數(shù)據(jù)讀寫操作后，光標自動加一，畫面不動
    LCD_WriteCommand(0x01);//光標復位，清屏
}
 
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置上顯示一個字符
  * @param  Line 行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 列位置，范圍：1~16
  * @param  Char 要顯示的字符
  * @retval 無
  */
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
    LCD_SetCursor(Line,Column);
    LCD_WriteData(Char);
}
 
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置開始顯示所給字符串
  * @param  Line 起始行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范圍：1~16
  * @param  String 要顯示的字符串
  * @retval 無
  */
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
    unsigned char i;
    LCD_SetCursor(Line,Column);
    for(i=0;String[i]!='\0';i++)
    {
        LCD_WriteData(String[i]);
    }
}
 
/**
  * @brief  返回值=X的Y次方
  */
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
    unsigned char i;
    int Result=1;
    for(i=0;i<Y;i++)
    {
        Result*=X;
    }
    return Result;
}
 
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置開始顯示所給數(shù)字
  * @param  Line 起始行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數(shù)字，范圍：0~65535
  * @param  Length 要顯示數(shù)字的長度，范圍：1~5
  * @retval 無
  */
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
    unsigned char i;
    LCD_SetCursor(Line,Column);
    for(i=Length;i>0;i--)
    {
        LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
    }
}
 
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置開始以有符號十進制顯示所給數(shù)字
  * @param  Line 起始行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數(shù)字，范圍：-32768~32767
  * @param  Length 要顯示數(shù)字的長度，范圍：1~5
  * @retval 無
  */
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
    unsigned char i;
    unsigned int Number1;
    LCD_SetCursor(Line,Column);
    if(Number>=0)
    {
        LCD_WriteData('+');
        Number1=Number;
    }
    else
    {
        LCD_WriteData('-');
        Number1=-Number;
    }
    for(i=Length;i>0;i--)
    {
        LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
    }
}
 
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置開始以十六進制顯示所給數(shù)字
  * @param  Line 起始行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數(shù)字，范圍：0~0xFFFF
  * @param  Length 要顯示數(shù)字的長度，范圍：1~4
  * @retval 無
  */
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
    unsigned char i,SingleNumber;
    LCD_SetCursor(Line,Column);
    for(i=Length;i>0;i--)
    {
        SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
        if(SingleNumber<10)
        {
            LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
        }
        else
        {
            LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
        }
    }
}
 
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置開始以二進制顯示所給數(shù)字
  * @param  Line 起始行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范圍：1~16
  * @param  Number 要顯示的數(shù)字，范圍：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要顯示數(shù)字的長度，范圍：1~16
  * @retval 無
  */
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
    unsigned char i;
    LCD_SetCursor(Line,Column);
    for(i=Length;i>0;i--)
    {
        LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
    }
}

#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__
 
//用戶調用函數(shù)：
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);

MatrixKey.c和MatrixKey.h

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
 
/**
  * @brief  矩陣鍵盤讀取按鍵鍵碼
  * @param  無
  * @retval KeyNumber 按下按鍵的鍵碼值
                  如果按鍵按下不放，程序會停留在此函數(shù)，松手的一瞬間，返回按鍵鍵碼，沒有按鍵按下時，返回0 ！ 
  */
unsigned char MatrixKey()
{
    unsigned char KeyNumber=0;
    
    P1=0xFF;// 1111 1111 全部置高電平默認
    P1_3=0; // 矩陣按鍵第一列掃描
    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; // 矩陣按鍵第二列掃描
    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; // 矩陣按鍵第三列掃描
    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; // 矩陣按鍵第四行列描
    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;
}

注意：在上次的代碼當中是沒有返回值，但是有參數(shù)的。而這次是有返回值且無參數(shù)的自定義函數(shù)。我們在main函數(shù)當中也要定義一個變量來去接收這個返回值??，我們這里定義的返回值變量是在局部變量所定義的，然后進行return返回到自定義函數(shù)當中，要不然它就可能不是初始值了！

P1這些東西都是在 REGX52.H 這個頭文件里面，這是在頭文件當中定義之中才可以去使用的，不然是不能進行使用的。

#ifndef __MATRIXKEY_H__
#define __MATRIXKEY_H__
 
unsigned char MatrixKey();
 
#endif

main.c文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-726078.html

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"        //包含Delay頭文件
#include "LCD1602.h"    //包含LCD1602頭文件
#include "MatrixKey.h"    //包含矩陣鍵盤頭文件
 
 
unsigned char KeyNum;
 
void main()
{
    LCD_Init();                                       //LCD初始化
    LCD_ShowString(1,1,"MatrixKey:");            //LCD顯示字符串
    while(1)
    {
        KeyNum=MatrixKey();                    //獲取矩陣鍵盤鍵碼
        if(KeyNum) //實際上就是延長時間，使得鍵碼值能夠在屏幕上顯示出來                           //如果有按鍵按下
        {
            LCD_ShowNum(2,1,KeyNum,2);    //LCD顯示鍵碼
        }
    }
}

??5.2代碼實現(xiàn)矩陣按鍵密碼

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
// 按鍵作用: S1~S9 設置數(shù)字為 1~9, S10定義為數(shù)字0, S11用作于是確認按鍵, S12用作于是取消按鍵 《《《 S13~S16,我們不去進行使用
unsigned char KeyNum;        // 全局變量初始化默認為:0
unsigned int Password,Count; // 如果用6位數(shù)字的密碼就會超出這個 unsigned int 的一個數(shù)值的范圍了 0~65535, Count作用:計次,防止輸入過多的密碼
 
void main()
{
    LCD_Init();
    LCD_ShowString(1,1,"Password:");
    while(1)
    {
        KeyNum=MatrixKey();
        if(KeyNum)
        {
            if(KeyNum<=10)    //如果S1~S10按鍵按下，輸入密碼
            {  
                if(Count<4)      //如果輸入次數(shù)小于4
                {
                    Password*=10;                        //密碼左移一位 : Password = Password * 10
                    Password+=KeyNum%10;            //獲取一位密碼 : Password = password + KeyNum % 10, 1~9取模10還是為原來的數(shù)字~ 獲取密碼用取模%運算符然后進行賦值
                    Count++;     //計次加一
                } 
                LCD_ShowNum(2,1,Password,4);    //更新顯示   0000 0000 輸入第一次(1) 顯示0001 》》》 0001 0010 輸入第二次(2) 顯示0012
            }
            if(KeyNum==11)    //如果S11按鍵按下，確認 ----注意:這里不進行消抖的原因是:模塊化編程的時候已經進行消抖了
            {
                if(Password==2345)    //如果密碼等于正確密碼 --------------------------- 定義密碼
                {
                    LCD_ShowString(1,14,"OK ");    // 顯示OK,空格的原因是因為防止出現(xiàn)okR，后面又個ERR
                    Password=0;        // 密碼清零
                    Count=0;          // 計次清零
                    LCD_ShowNum(2,1,Password,4);    // 更新顯示
                }
                else                //否則
                {
                    LCD_ShowString(1,14,"ERR");    //顯示ERR
                    Password=0;        // 密碼清零
                    Count=0;          // 計次清零
                    LCD_ShowNum(2,1,Password,4);    //更新顯示
                }
            }
            if(KeyNum==12)    //如果S12按鍵按下，取消
            {
                Password=0;        // 密碼清零
                Count=0;         // 計次清零
                LCD_ShowNum(2,1,Password,4);    //更新顯示
            }
        }
    }
}