Arduino笔记实验(初级阶段)—Keypad小键盘

文章目录

Arduino笔记实验(初级阶段)—Keypad小键盘
前言
一、电路图
二、集成库方案(Keypad)
- 三方集成库
- 代码
- 实验效果展示
三、基于Arduino原生方案
- 4*4按键膜结构图
- 代码
- 实验效果展示
四、实验核心技术点-矩阵开关
实验总结

前言

自学笔记，没有历史知识铺垫（省略百度部分）,博主基于C++代码编程,函数可以参考官网,或者下载Arduino IDE(工具),查看菜单:帮助->参考，系列性的记录核心的实用笔记，本章主要记录Arduino Keypad小键盘的实验与分析

IDE工具：Arduino IDE

组件：

Arduino UNO R3 *1

面包版 *1

杜邦线若干

4x4按键膜(Keypad) *1

一、电路图

二、集成库方案(Keypad)

三方集成库

Keypad文档
三方集成库优点是便于使用,三方库在实际项目开发中应用非常普遍,由于对底层进行封装,不太利于基础学习,建议初学者养成阅读源代码的习惯

代码

#include <Keypad.h>const byte ROWS = 4; //four rows
const byte COLS = 4; //three columns
char keys[ROWS][COLS] = {{'1', '2', '3', 'A'},{'4', '5', '6', 'B'},{'7', '8', '9', 'C'},{'*', '0', '#', 'D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {2, 3, 4, 5}; //connect to the row pinouts of the keypad
byte colPins[COLS] = {8, 9, 10, 11}; //connect to the column pinouts of the keypadKeypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );void setup() {Serial.begin(9600);
}void loop() {char key = keypad.getKey();if (key != NO_KEY) {Serial.println(key);}
}

实验效果展示

三、基于Arduino原生方案

4*4按键膜结构图

此处仅做了按键的基础功能代码逻辑演示,能够实现不依赖三方库进行基础按键操作
逻辑其实很简单,4*4按键膜结构本质是一套二维数组(矩阵)开关,3个核心点:

使用同4*4按键膜结构的二位数组(矩阵),记录按键输出内容

建立两个记录矩阵行和列的数组,通过双重for循环来遍历两个数组的所有元素

利用数字引脚的INPUT和OUTPUT功能,检测二维数组中,哪个元素的电平被拉低,哪个元素就是被触发的元素

代码

const byte ROW_NUM = 4;
const byte COL_NUM = 4;
const byte rowPins[ROW_NUM] = {2, 3, 4, 5};
const byte colPins[COL_NUM] = {8, 9, 10, 11};
const char keymap[ROW_NUM][COL_NUM] = {{'1', '2', '3', 'A'},{'4', '5', '6', 'B'},{'7', '8', '9', 'C'},{'*', '0', '#', 'D'}
};void setup() {Serial.begin(9600);for (byte r = 0; r < sizeof(rowPins); r++) {pinMode(rowPins[r], INPUT);digitalWrite(rowPins[r], HIGH);}for (byte c = 0; c < sizeof(colPins); c++) {pinMode(colPins[c], OUTPUT);digitalWrite(colPins[c], HIGH);}
}void loop() {for (byte r = 0; r < sizeof(rowPins); r++) {for (byte c = 0; c < sizeof(colPins); c++) {digitalWrite(colPins[c], LOW);int upKey = digitalRead(rowPins[r]);if (upKey == LOW) {Serial.println(keymap[r][c]);delay(300);digitalWrite(rowPins[r], HIGH);}digitalWrite(colPins[c], HIGH);}}}

实验效果展示

四、实验核心技术点-矩阵开关

通过上述两种方案实验可以看出,keypad实际上可以通过矩阵开关来实现,了解矩阵开关如何接入开发版中,可以扩展到更多的应用中.
如通过有限的引脚实现更多的功能,4*4按键膜,通过8个引脚可以获得16种按键操作,实际上,上面提供的三方库还可以监听按下,松开,长按等事件的监听,甚至通过多按键组合实现更大的操作空间,可以在日后的开发中灵活运用是关键所在

实验总结

本章主要以4x4按键膜为实验对象,扩展其实现原理,希望通过其原理,以后能够运用在更多场景中

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一、电路图

二、集成库方案(Keypad)

三方集成库

代码

实验效果展示

三、基于Arduino原生方案

4*4按键膜结构图

代码

实验效果展示

四、实验核心技术点-矩阵开关

实验总结

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