蓝桥杯篇---IAP15F2K61S2矩阵键盘

前言

本文仅仅简单介绍了IAP15F2K61S2矩阵键盘的使用以及示例代码。

简介

矩阵键盘是一种常见的输入设备，通过将按键排列成矩阵形式（如4x4、3x3等），可以减少IO口的使用。IAP15F2K61S2 是一款基于8051内核的单片机，可以通过扫描矩阵键盘的行和列来检测按键的按下状态。

矩阵键盘的工作原理

1.行扫描

行扫描：将行线设置为输出，列线设置为输入。

2.检测列状态

检测列状态：逐行输出低电平，检测列线的状态。

3.按键识别

按键识别：根据行和列的状态确定按下的按键。

硬件连接

1.行线

行线：连接到单片机的输出引脚（如P1.0-P1.3）。

2.列线

列线：连接到单片机的输入引脚（如P1.4-P1.7）。

矩阵键盘使用步骤

1.初始化IO口

初始化IO口：设置行线为输出，列线为输入。

2.扫描键盘

扫描键盘：逐行输出低电平，检测列线的状态。

3.消抖处理

消抖处理：检测到按键按下后，延时消抖。

4.按键识别

按键识别：根据行和列的状态确定按下的按键。

示例代码：4x4矩阵键盘扫描

以下代码展示了如何在 IAP15F2K61S2 上实现4x4矩阵键盘的扫描，并将按键值显示在数码管上。

#include <reg52.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit ROW1 = P1^0;  // 行线
sbit ROW2 = P1^1;
sbit ROW3 = P1^2;
sbit ROW4 = P1^3;

sbit COL1 = P1^4;  // 列线
sbit COL2 = P1^5;
sbit COL3 = P1^6;
sbit COL4 = P1^7;

uchar code KEY_MAP[4][4] = {  // 按键映射表
    {'1', '2', '3', 'A'},
    {'4', '5', '6', 'B'},
    {'7', '8', '9', 'C'},
    {'*', '0', '#', 'D'}
};

void delay_ms(uint ms) {
    uint i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 110; j > 0; j--);
}

uchar Key_Scan() {
    uchar row, col;
    ROW1 = 0; ROW2 = 1; ROW3 = 1; ROW4 = 1;  // 扫描第一行
    if (!COL1) { delay_ms(10); if (!COL1) return KEY_MAP[0][0]; }
    if (!COL2) { delay_ms(10); if (!COL2) return KEY_MAP[0][1]; }
    if (!COL3) { delay_ms(10); if (!COL3) return KEY_MAP[0][2]; }
    if (!COL4) { delay_ms(10); if (!COL4) return KEY_MAP[0][3]; }

    ROW1 = 1; ROW2 = 0; ROW3 = 1; ROW4 = 1;  // 扫描第二行
    if (!COL1) { delay_ms(10); if (!COL1) return KEY_MAP[1][0]; }
    if (!COL2) { delay_ms(10); if (!COL2) return KEY_MAP[1][1]; }
    if (!COL3) { delay_ms(10); if (!COL3) return KEY_MAP[1][2]; }
    if (!COL4) { delay_ms(10); if (!COL4) return KEY_MAP[1][3]; }

    ROW1 = 1; ROW2 = 1; ROW3 = 0; ROW4 = 1;  // 扫描第三行
    if (!COL1) { delay_ms(10); if (!COL1) return KEY_MAP[2][0]; }
    if (!COL2) { delay_ms(10); if (!COL2) return KEY_MAP[2][1]; }
    if (!COL3) { delay_ms(10); if (!COL3) return KEY_MAP[2][2]; }
    if (!COL4) { delay_ms(10); if (!COL4) return KEY_MAP[2][3]; }

    ROW1 = 1; ROW2 = 1; ROW3 = 1; ROW4 = 0;  // 扫描第四行
    if (!COL1) { delay_ms(10); if (!COL1) return KEY_MAP[3][0]; }
    if (!COL2) { delay_ms(10); if (!COL2) return KEY_MAP[3][1]; }
    if (!COL3) { delay_ms(10); if (!COL3) return KEY_MAP[3][2]; }
    if (!COL4) { delay_ms(10); if (!COL4) return KEY_MAP[3][3]; }

    return 0;  // 无按键按下
}

void main() {
    uchar key;
    while (1) {
        key = Key_Scan();  // 扫描键盘
        if (key) {
            P2 = key;  // 将按键值输出到P2口（假设连接数码管）
            delay_ms(200);  // 延时消抖
        }
    }
}
代码说明
KEY_MAP：
定义4x4矩阵键盘的按键映射表。

delay_ms：
毫秒级延时函数，用于消抖。

Key_Scan：
扫描矩阵键盘，返回按下的按键值。
逐行输出低电平，检测列线的状态。
如果检测到按键按下，延时消抖后返回按键值。

main：
循环扫描键盘，将按键值输出到P2口（假设连接数码管）。

示例代码：优化后的矩阵键盘扫描

以下代码展示了如何通过优化扫描方式减少代码量。

#include <reg52.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit ROW1 = P1^0;  // 行线
sbit ROW2 = P1^1;
sbit ROW3 = P1^2;
sbit ROW4 = P1^3;

sbit COL1 = P1^4;  // 列线
sbit COL2 = P1^5;
sbit COL3 = P1^6;
sbit COL4 = P1^7;

uchar code KEY_MAP[4][4] = {  // 按键映射表
    {'1', '2', '3', 'A'},
    {'4', '5', '6', 'B'},
    {'7', '8', '9', 'C'},
    {'*', '0', '#', 'D'}
};

void delay_ms(uint ms) {
    uint i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 110; j > 0; j--);
}

uchar Key_Scan() {
    uchar row, col;
    uchar row_code = 0xFE;  // 行扫描初值（1111 1110）

    for (row = 0; row < 4; row++) {
        P1 = row_code;  // 输出行扫描信号
        if (!COL1) return KEY_MAP[row][0];
        if (!COL2) return KEY_MAP[row][1];
        if (!COL3) return KEY_MAP[row][2];
        if (!COL4) return KEY_MAP[row][3];
        row_code = (row_code << 1) | 0x01;  // 左移一位，准备扫描下一行
    }

    return 0;  // 无按键按下
}

void main() {
    uchar key;
    while (1) {
        key = Key_Scan();  // 扫描键盘
        if (key) {
            P2 = key;  // 将按键值输出到P2口（假设连接数码管）
            delay_ms(200);  // 延时消抖
        }
    }
}
代码说明
Key_Scan：
使用循环和位操作优化扫描过程。
逐行输出低电平，检测列线的状态。
如果检测到按键按下，返回按键值。

main：
循环扫描键盘，将按键值输出到P2口。

注意事项

1.消抖处理

消抖处理：按键按下时可能会产生抖动，需通过延时或硬件消抖处理。

2.扫描频率

扫描频率：扫描频率不宜过高，否则可能导致检测不准确。

3.IO口配置

IO口配置：确保行线和列线的IO口配置正确。

4.按键映射

按键映射：根据实际硬件连接调整按键映射表。

通过以上代码和说明，你可以在 IAP15F2K61S2 上实现矩阵键盘的扫描功能，并将按键值用于控制其他外设（如数码管、LED等）。

总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了IAP15F2K61S2矩阵键盘的使用以及示例代码。