矩阵式键盘的设计与实现

4X4小键盘，16个键分别对应0~9、A~F；有键按下，数码管显示；无键按下，数码管无显示；通过输出的列码和读取的行码来判断按下什么键；有键按下，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。

键盘的结构与原理：矩阵式键盘是单片机系统中，若使用按键较多时，通常采用矩阵式键盘，其结构如下图所示。由图可知，一个4×4的行、列结构，可以构成一个含有16个按键的键盘，节省了很多I/O口。 控制方式是先判断是否有键按下。如有，再判断哪一键按下，并得到键码值，然后根据键码值转向不同的功能程序。最常用的识别方法是键盘扫描法。 

判断按键按下的方法

判断是否有键按下的方法是：

向所有的列输出口线输出低电平（不能为高电平，因为若为高电平，按键按下与否都不会引起行线电平的变化），然后将行线的电平状态读入。若无键按下，所有的行线仍保持高电平状态；若有键按下，行线中至少应有一条线为低电平。例如：第2行与第2列交叉点的键被按下，则第2行与第2列导通，第2行电平被拉低，读入的行信号就为低电平，表示有键按下。

识别按键的方法：

按键识别的扫描方法：往列线上按顺序一列一列的送出低电平。先送第0列为低电平，其他列为高电平，读入的行的电平状态就表明了第0列的4个键的情况，若读入的行值全为高电平，则表示无键按下；再送第1列为低电平，其他列为高电平，读入的行的电平状态则显示了该行上的4个按键的情况；依次轮流给各列送出低电平，直至4列全部送完，再从第0列开始，依此循环。

按键编码

键值：对按键进行编码，并把得到的编码称为键值。

键值的计算方法：键值=列号+行号×4。

矩阵式键盘电路设计：

键盘扫描程序具体实现方法

判断有无键按下、去除按键的抖动、求按键的键值、判断闭合键是否释放。

判断有无键按下：P0.4～P0.7输出0，然后读P0口；若低4位P0.0～P0.3全为1，则键盘上没有键按下；若P0.0～P0.3不全为1，则有键按下。

去除按键的抖动：当判断到键盘上有键按下后；延时一段时间再判断键盘的状态；若仍为有键按下状态，则认为有一个键按下，否则当作按键抖动来处理。

求按键的键值：对键盘的列线进行扫描，P0.4～P0.7循环输出1110、1101、1011和0111，依次读P0口，若低4位全为1，则断定该列上没有键按下；否则，该列上就有键按下，并且就是行线为0，列线为0的交叉点，行号和列号按公式：rol*4+col 计算得到按下键的键值。例如，P0.4～P0.7输出1101时，P0口的低四位读入的值为1011，不全为1，就可以断定有键按下，并且是第2行和第1列交叉点的键。于是，该键的键值=2×4+1=9。按照相同的方法可以得到所有键的键值。如：return(rol*4+col);  

判断闭合键是否释放：按键闭合一次只能进行一次功能操作，因此，等按键释放后才能根据键号执行相应的功能键操作。