一、矩阵键盘简介

矩阵键盘，也称矩阵按键，是为了节约单片机IO口占用所引入的一种外设。

（图片截取至普中A2开发板原理图）

（图片截取至普中A2开发板实物图）

我们知道，一个独立按键需要1个IO口。但是如果我们需要大量的按键，则需要大量的IO口，但是单片机现有的IO口并不能很好的满足，所以引入矩阵键盘。

二、矩阵键盘扫描原理

从独立按键到矩阵按键

1.独立按键回顾

上图的矩阵键盘共16个按键（4行×4列），先回到原来的一个独立按键分析。

首先分析独立按键的原理图连接方式（如上图），以按键K1为例，按键K1一端连接到单片机的P3.1口，另一端接地（GND）。当按键K1被按下时，GND直接就连到P3.1。所以当K1被按下时，P3.1口为低电平。我们只需要判断P3.1口是否为低电平，即可判断K1是否被按下。

2.矩阵按键扫描思路

先分析矩阵按键的IO连线，有以下特征：

P17~P14这四个IO口连接了每一行矩阵键盘
P13~P10这四个IO口连接了每一列矩阵键盘

矩阵键盘扫描共有两种扫描方式：

逐行扫描
逐列扫描

先分析逐行扫描，根据键盘被按下时,IO口为低电平这个特性。我们可以这样检测第一行：

给除第一行之外的其他行给高电平，防止其影响我们接下来的低电平检测
给第一行送低电平0
依次检测每一列的IO口电平（P13~P10），当出现低电平时，说明第一行的这一列的这个按键就被按下。

结合下图很好理解：

要检测第一行，给其他行赋值高电平。假设S2被按下了，那么P17的低电平会顺着绿色路线通到S2的另一端IO口（P12），只要检测出P12为低电平，那么就可以得出结论：K2被按下

按照这个思路，继续依次检测其他行即可。

总结：

按行扫描 给第1到第4行要扫描的行置0，其余行置1。然后对每一列进行读取，读出低电平的列则可以判断该行该列的按键被按下。

IO口电平（P17~P14：每行对应IO的口）	检测的行	若第K列IO口测出低电平
0 1 1 1	一	第一行第K列被按下
1 0 1 1	二	第二行第K列被按下
1 1 0 1	三	第三行第K列被按下
1 1 1 0	四	第四行第K列被按下

按列扫描的结果类似：

IO口电平（P13~P10：每行对应IO的口）	检测的列	若第K行IO口测出低电平
0 1 1 1	一	第K行第一列被按下
1 0 1 1	二	第K行第二列被按下
1 1 0 1	三	第K行第三列被按下
1 1 1 0	四	第K行第四列被按下

三、编程验证

1、先给出一些引脚定义

#include <REGX52.H>#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define led P0//IO口位选
sbit wei1=P2^2;
sbit wei2=P2^3;
sbit wei3=P2^4;//定义行引脚
sbit hang1=P1^7;
sbit hang2=P1^6;
sbit hang3=P1^5;
sbit hang4=P1^4;//定义列引脚
sbit lie1=P1^3;
sbit lie2=P1^2;
sbit lie3=P1^1;
sbit lie4=P1^0;

2、按行扫描代码：

 //扫描第一行的各列P1|=0xff;//IO口全部初始化为高电平hang1=0;//第一行设置为低电平if(lie1==0)//检测第一列是否为低电平（按键是否被按下）{Delay10ms();//延时消抖if(lie1==0){while(lie1==0);key=1;//确认被按下，保存键值}}//下面依次扫描第二、三和第四列，方法类似if(lie2==0){Delay10ms();if(lie2==0){while(lie2==0);key=2;}}if(lie3==0){Delay10ms();if(lie3==0){while(lie3==0);key=3;}}if(lie4==0){Delay10ms();if(lie4==0){while(lie4==0);key=4;}}

第二行，第三行、第四行扫描的方法类似

只需把 if 判断改成对应的行，键值改为对应的键值即可

3.总代码

#include <REGX52.H>
#include <math.h>#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define led P0sbit wei1=P2^2;
sbit wei2=P2^3;
sbit wei3=P2^4;sbit hang1=P1^7;
sbit hang2=P1^6;
sbit hang3=P1^5;
sbit hang4=P1^4;sbit lie1=P1^3;
sbit lie2=P1^2;
sbit lie3=P1^1;
sbit lie4=P1^0;void play(int a);
void Delay10ms();
int scan();uchar code smg[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};int key=0;
int x;void main()
{while(1){play(scan());}}void play(int a)
{x=a;wei1=0;wei2=0;wei3=0;led=smg[x];Delay10ms();}int scan()
{P1|=0xff;hang1=0;if(lie1==0){Delay10ms();if(lie1==0){while(lie1==0);key=1;}}if(lie2==0){Delay10ms();if(lie2==0){while(lie2==0);key=2;}}if(lie3==0){Delay10ms();if(lie3==0){while(lie3==0);key=3;}}if(lie4==0){Delay10ms();if(lie4==0){while(lie4==0);key=4;}}P1|=0xff;hang2=0;if(lie1==0){Delay10ms();if(lie1==0){while(lie1==0);key=5;}}if(lie2==0){Delay10ms();if(lie2==0){while(lie2==0);key=6;}}if(lie3==0){Delay10ms();if(lie3==0){while(lie3==0);key=7;}}if(lie4==0){Delay10ms();if(lie4==0){while(lie4==0);key=8;}}P1|=0xff;hang3=0;if(lie1==0){Delay10ms();if(lie1==0){while(lie1==0);key=9;}}if(lie2==0){Delay10ms();if(lie2==0){while(lie2==0);key=10;}}if(lie3==0){Delay10ms();if(lie3==0){while(lie3==0);key=11;}}if(lie4==0){Delay10ms();if(lie4==0){while(lie4==0);key=12;}}P1|=0xff;hang4=0;if(lie1==0){Delay10ms();if(lie1==0){while(lie1==0);key=13;}}if(lie2==0){Delay10ms();if(lie2==0){while(lie2==0);key=14;}}if(lie3==0){Delay10ms();if(lie3==0){while(lie3==0);key=15;}}if(lie4==0){Delay10ms();if(lie4==0){while(lie4==0);key=0;}}return key;
}void Delay10ms()       //@11.0592MHz
{unsigned char i, j;i = 18;j = 235;do{while (--j);} while (--i);
}

四、课后作业（矩阵键盘计算器）

题目：请你利用矩阵按键和数码管来设计一个计算器，能够实现简单的四则整数运算和清零操作

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