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37款傳感器與模塊的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實(shí)Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實(shí)踐出真知（一定要?jiǎng)邮肿觯┑睦砟睿詫W(xué)習(xí)和交流為目的，這里準(zhǔn)備逐一動(dòng)手試試多做實(shí)驗(yàn)，不管成功與否，都會(huì)記錄下來(lái)——小小的進(jìn)步或是搞不掂的問(wèn)題，希望能夠拋磚引玉。

【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實(shí)驗(yàn)九十：4x4按鍵模塊 輕觸開(kāi)關(guān)4*4薄膜矩陣形鍵盤(pán)單片機(jī)外擴(kuò)外接控制鍵盤(pán)

知識(shí)點(diǎn)：薄膜開(kāi)關(guān)、矩陣鍵盤(pán)與薄膜鍵盤(pán)主要參數(shù)
一、薄膜開(kāi)關(guān)（英文membrane switch）
又稱(chēng)輕觸式鍵盤(pán)，采用平面多層組合而成的整體密封結(jié)構(gòu)，是將按鍵開(kāi)關(guān)、面板、標(biāo)記、符號(hào)顯示及襯板密封在一起的集光、機(jī)、電一體化的一種新型電子元器件，是電子產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)根本性的變革，它可取代常規(guī)分立元件的按鍵，更可靠地執(zhí)行操作系統(tǒng)的任務(wù)。薄膜開(kāi)關(guān)具有良好的防水、防塵、防油、防有害氣體侵蝕、性能穩(wěn)定可靠、重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、裝聯(lián)方便，面板可洗滌而字符不受損傷，色彩豐富，美觀大方等優(yōu)點(diǎn)。使用薄膜開(kāi)關(guān)令您的產(chǎn)品更具時(shí)代特色。薄膜開(kāi)關(guān)主要類(lèi)型薄膜開(kāi)關(guān)面板是一種由剛性或柔性印制電路板為基體，安裝上有手感或無(wú)手感按鍵，再覆以印刷有彩色裝飾性圖案的塑料（聚碳酸酯PC、聚酯PET等）薄膜面板構(gòu)成的、集開(kāi)關(guān)功能和裝飾性功能為一體的電子部件，是一種新型的人機(jī)對(duì)話界面。其開(kāi)關(guān)電路與整機(jī)的連接方式可采用焊接或插接的方式來(lái)完成。

二、矩陣鍵盤(pán)（英文Matrix keyboard）
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。由于電路設(shè)計(jì)時(shí)需要更多的外部輸入，單獨(dú)的控制一個(gè)按鍵需要浪費(fèi)很多的IO資源，所以就有了矩陣鍵盤(pán)，常用的矩陣鍵盤(pán)有44和88,其中用的最多的是4*4。

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。

三、薄膜鍵盤(pán)（英文membrane keyboard）
是薄膜開(kāi)關(guān)范疇的一例，按鍵較多且排列整齊有序的薄膜開(kāi)關(guān)，人們習(xí)慣稱(chēng)之為薄膜鍵盤(pán)。薄膜鍵盤(pán)是近年來(lái)國(guó)際流行的一種集裝飾性與功能性為一體的一個(gè)操作系統(tǒng)。由面板、上電路、隔離層、下電路四部分組成。薄膜鍵盤(pán)外形美觀、新穎，體積小、重量輕，密封性強(qiáng)。具有防潮、防塵、防油污、耐酸堿、抗震及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于，醫(yī)療儀器，計(jì)算機(jī)控制，數(shù)碼機(jī)床，電子衡器，郵電通訊，復(fù)印機(jī)，電冰箱，微波爐，電風(fēng)扇，洗衣機(jī)，電子游戲機(jī)等領(lǐng)域。

優(yōu)點(diǎn)
1.外形美觀、新穎；
2.體積小、厚度薄、重量輕、更有利于筆記本型電腦鍵盤(pán)向輕、薄、短、小和　高智能化方向發(fā)展。
3.防潮、防塵、防油污及有害氣體，密封性強(qiáng)、耐酸堿抗震。
4.使用壽命長(zhǎng)、耐彎折。

四、薄膜開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)
一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的薄膜開(kāi)關(guān)主要由6層材料組成，按照從表到里的順序分別是面板、面膠、上電路和下電路、隔離夾膠層、以及底膠。

1、面板層
面板層一般在低于0.25MM的PET、PC等無(wú)色透光片材絲印上精美圖案和文字制作而成，因面板層最主要的作用在于起標(biāo)識(shí)和按鍵作用，所以選用材料必須具有高透明度、高油墨附著力、高彈性、高韌性等特點(diǎn)。

2、面膠層
面膠最主要的作用是將面板層與電路層緊密相連，以達(dá)到密封和連接的效果，此層一般要求厚度在0.05—0.15MM之間，具有高強(qiáng)的粘性和防老化性；在生產(chǎn)中，一般選用專(zhuān)用的薄膜開(kāi)關(guān)雙面膠，有些薄膜開(kāi)關(guān)要求能防水防高溫，因此面膠也必須根據(jù)需要而使用不同性質(zhì)的材料。

3、控制電路上層和下層
此層均采用性能良好的聚酯薄膜(PET)作為開(kāi)關(guān)電路圖形的載體并在其上用特殊的工藝絲印上導(dǎo)電銀漿和導(dǎo)電碳漿，使其具有導(dǎo)電性能，其厚度一般在0.05–0.175MM以?xún)?nèi)，最常見(jiàn)的是用0.125MM PET。

4、夾膠層
它是處于上電路與下電路層之間并起密封和連接的作用，一般采用PET雙面膠，其厚度有0.05–0.2MM不等； 在選擇此層材質(zhì)的時(shí)候應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的整體厚度，絕緣性，電路按鍵包手感和密封性。

5、背面膠層
背膠的采用與薄膜開(kāi)關(guān)與何種材質(zhì)相粘貼緊密相關(guān)，比較常采用的有普通雙面膠、3M膠、防水膠等。

五、薄膜開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)
1、電氣性能
（1）工作電壓：≤50V（DC）
（2）工作電流：≤100mA
（3）接觸電阻：0.5~10Ω
（4）絕緣電阻：≥100MΩ（100V/DC）
（5）基材耐壓：2kV（DC）
（6）回彈時(shí)間：≤6ms
（7）回路電阻：50Ω、150Ω、350Ω三檔，或以用戶(hù)需要確定。
（8）絕緣油墨耐壓：100V/DC

2、機(jī)械性能
（1）可靠性使用壽命：>100萬(wàn)次
（2）閉合位移：0.1~0.4mm（無(wú)觸覺(jué)型） 0.4~1.0mm（觸感型）
（3）健標(biāo)作力：15~750g力
（4）導(dǎo)電銀漿遷移：在55℃，溫度90%，56小時(shí)后，二線間為10MΩ/50VDC
（5）銀漿線上無(wú)氧化，無(wú)雜質(zhì)
（6）銀漿線寬≥0.3mm，最小間隔0.3mm，線路毛邊<1/3，線路缺口<1/4線寬
（7）引腳間距標(biāo)準(zhǔn) 2.54 2.50 1.27 1.25 1.0 0.5mm
（8）引出線抗曲度，用d=10mm鋼棍壓滾80次線路不斷。

3、環(huán)境性能
（1）工作溫度：－20℃～+70℃
（2）存貯溫度：－40℃～+85℃ 溫度95%±5%
（3）大 氣 壓：86～106KPa

4、印刷指標(biāo)
（1）印刷尺寸偏差±0.10mm，外型邊線不清編差±0.1mm
（2）套色偏差±0.11mm/100mm，絕緣油墨全部覆蓋銀漿線路
（3）無(wú)油墨散，字跡無(wú)殘缺
（4）色差不大于二級(jí)
（5）不得有折痕、脫漆
（6）透明窗透明清潔，色澤均勻，不得有刮傷、針孔、雜質(zhì)。

六、矩陣鍵盤(pán)識(shí)別方法
這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。

1、行掃描法，又稱(chēng)為逐行（或列）掃描查詢(xún)法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法。
（1）判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下 將全部行線Y0-Y3置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。
（2）判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。

2、高低電平翻轉(zhuǎn)法
首先讓P1口高四位為1，低四位為0。若有按鍵按下，則高四位中會(huì)有一個(gè)1翻轉(zhuǎn)為0，低四位不會(huì)變，此時(shí)即可確定被按下的鍵的行位置。然后讓P1口高四位為0，低四位為1。若有按鍵按下，則低四位中會(huì)有一個(gè)1翻轉(zhuǎn)為0，高四位不會(huì)變，此時(shí)即可確定被按下的鍵的列位置。最后將上述兩者進(jìn)行或運(yùn)算即可確定被按下的鍵的位置。

實(shí)際上，鍵盤(pán)、顯示處理是很復(fù)雜的，它往往占到一個(gè)應(yīng)用程序的大部份代碼，可見(jiàn)其重要性，但說(shuō)到，這種復(fù)雜并不來(lái)自于單片機(jī)的本身，而是來(lái)自于操作者的習(xí)慣等等問(wèn)題，因此，在編寫(xiě)鍵盤(pán)處理程序之前，最好先把它從邏輯上理清，然后用適當(dāng)?shù)乃惴ū硎境鰜?lái)，最后再去寫(xiě)代碼，這樣，才能快速有效地寫(xiě)好代碼。

知識(shí)點(diǎn)：16位4X4薄膜矩陣鍵盤(pán)模塊
一、模塊參數(shù)
接觸電阻為500
絕緣電阻100M
關(guān)鍵操作力150-200N
回彈時(shí)間1（ms）
壽命1億（次）
工作溫度60

二、模塊電原理圖

三、模塊主要規(guī)格

1.電子特性：
額定電流：35V（DC），100mA，1W
接觸電阻：10Ω~500Ω
（根據(jù)引線長(zhǎng)度的不同而不同于所用材料的引線長(zhǎng)度）
絕緣電阻：100MΩ100V
介電強(qiáng)度：250VRms（50~60Hz 1min）
電擊抖動(dòng)：<5ms
壽命：觸覺(jué)類(lèi)型：≥100萬(wàn)次

2.機(jī)械性能
工作壓力：觸感：170_397g（614oz）
開(kāi)關(guān)行程：觸摸式：0.6~1.5mm

3.環(huán)境參數(shù)
工作溫度：-40至+80
儲(chǔ)存溫度：-40至+80
溫度：從40,90％到95％，240小時(shí)
振動(dòng)：20G，最大 （10~200Hz，Mil-SLD-202 M204。條件B）

模塊接口為8P杜邦頭，間距2.54mm，可插在排針上連接電路；鍵盤(pán)背面白色貼紙揭去即可牢固粘貼于機(jī)箱表面。

16位4X4薄膜矩陣鍵盤(pán)模塊的實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建
一、4X4薄膜矩陣鍵盤(pán)模塊實(shí)驗(yàn)所需硬件清單
Arduino Uno開(kāi)發(fā)板 X1
杜邦線 若干（備了9條）
LED發(fā)光二極管（藍(lán)色）X1
高電平觸發(fā)有源蜂鳴器模塊X1
16位4X4薄膜矩陣鍵盤(pán)模塊X1
高電平觸發(fā)單路5V繼電器模塊X1
Proto Shield 原型擴(kuò)展板（帶mini面包板）X1

到了這里，關(guān)于【雕爺學(xué)編程】Arduino動(dòng)手做（90）---4X4矩陣薄膜鍵盤(pán)模塊2的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！