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根据 源博客 基于 STM32F407 使用 4*4 矩阵键盘(附完整程序) 改编而来
一、实现效果
同时可实现 按键消抖 松手检测
二、使用方法
① 包含正点原子的sys.h
② 制作.h .c文件 -源码见 “二”
③ 把 key_scan 函数 放入 5ms 的定时器中断,可自实现 按键消抖
④ 接线方法
⑤ 按键值keyval可这么用 :void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim==(&htim1)) //1ms定时 { ms++; if (!(ms%5)) key_scan(); } }
while (1) { if (Key_val == 1) //**按键扫描** { while (Key_val == 1); //**松手检测** xxxxxxxxxx //自己的逻辑代码块 ] }
三、源代码
①.c文件
#include "matrix_key.h" #include "sys.h" #include "stm32f4xx.h" // Device header u8 Key_val = 0xff; void key_scan() { uint16_t temp, flag = 0; static u8 key_state = 0; switch (key_state){ case 0:{ /*=========================以下代码是按键扫描程序=========================*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 先清空引脚状态 /*----------------------------Scan the 1st ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET); // 设置PD0~2为1 HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 设置PD3为0 二进制编码为 0111 if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) {key_state = 1;flag = 1;} HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 2nd ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) {key_state = 1;flag = 1;} HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 3rd ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) {key_state = 1;flag = 1;} HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 4th ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) {key_state = 1;flag = 1;} if (flag == 0) Key_val = 0xff; }break; case 1:{ /*=========================以下代码是按键扫描程序=========================*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 先清空引脚状态 /*----------------------------Scan the 1st ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET); // 设置PD0~2为1 HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 设置PD3为0 二进制编码为 0111 if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0){ flag = 1; temp = (GPIOD->IDR & 0xF7); // GPIOD->IDR寄存器为端口输入数据寄存器 switch(temp){ // 用来读取GPIO口的电平状态 case 0xE7 : Key_val = 1;key_state = 2;break; case 0xD7 : Key_val = 2;key_state = 2;break; case 0xB7 : Key_val = 3;key_state = 2;break; case 0x77 : Key_val = 4;key_state = 2;break; default : Key_val = 0xff;key_state = 0;break; }} HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 2nd ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0){ flag = 1; temp = (GPIOD->IDR & 0xFB); switch(temp){ case 0xEB : Key_val = 5;key_state = 2;break; case 0xDB : Key_val = 6;key_state = 2;break; case 0xBB : Key_val = 7;key_state = 2;break; case 0x7B : Key_val = 8;key_state = 2;break; default : Key_val = 0xff;key_state = 0; break; }} HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 3rd ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0){ flag = 1; temp = (GPIOD->IDR & 0xFD); switch(temp){ case 0xED : Key_val = 9;key_state = 2;break; case 0xDD : Key_val = 10;key_state = 2;break; case 0xBD : Key_val = 11;key_state = 2;break; case 0x7D : Key_val = 12;key_state = 2;break; default : Key_val = 0xff;key_state = 0; break; }} HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 4th ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0){ flag = 1; temp = (GPIOD->IDR & 0xFE); switch(temp){ case 0xEE : Key_val = 13;key_state = 2;break; case 0xDE : Key_val = 14;key_state = 2;break; case 0xBE : Key_val = 15;key_state = 2;break; case 0X7E : Key_val = 16;key_state = 2;break; default : Key_val = 0xff; key_state = 0;break; }} if (!flag) Key_val = 0xff; }break; case 2:{ /*=========================以下代码是按键扫描程序=========================*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 先清空引脚状态 /*----------------------------Scan the 1st ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET); // 设置PD0~2为1 HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 设置PD3为0 二进制编码为 0111 if((GPIOD->IDR & 0xF0) == 0xF0) key_state = 0; HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 2nd ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) key_state = 0; HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 3rd ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) key_state = 0; HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); /*----------------------------Scan the 4th ROW----------------------------*/ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); if((GPIOD->IDR & 0xF0) != 0xF0) key_state = 0; } } }
②.h文件
#ifndef __MATRIX_KEY_H #define __MATRIX_KEY_H void key_scan(void); #endif
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- 什么是矩阵键盘
矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组,由于电路设计时需要更多的外部输入,单独的控制一个按键需要浪费很多的IO资源,所以就有了矩阵键盘,常用的矩阵键盘有4X4和8X8,其中用的最多的是4X4。 - 矩阵键盘的原理
矩阵键盘又称为行列式键盘,它是用4条I/O线作为行线,4条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每一个交叉点上,设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。
这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。由于单片机IO端口具有线与的功能,因此当任意一个按键按下时,行和列都有一根线被线与,通过运算就可以得出按键的坐标从而判断按键键值。
矩阵键盘扫描原理
- 行扫描的原理:因为如果有按键按下的话,某一个输入的引脚就会跟对应的输出引脚连接,因为输出为高电平,所以对应的输入引脚会被拉高,读取引脚的状态,判断哪个引脚被拉高就可以知道哪一行有按键按下了;总的来说是通过高四位输出高电平来对矩阵键盘进行逐行扫描,当低四位接收到的数据不全为1的时候,说明有按键按下,然后通过接收到的数据是哪一位为0来判断是哪一行按键被按下。
- 再通过列操作模块:
#define KEY_CLO0_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_RESET) #define KEY_CLO1_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_13,Bit_RESET) #define KEY_CLO2_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_14,Bit_RESET) #define KEY_CLO3_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_15,Bit_RESET) #define KEY_CLO0_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_SET) #define KEY_CLO1_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_13,Bit_SET) #define KEY_CLO2_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_14,Bit_SET) #define KEY_CLO3_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_15,Bit_SET)
来进行列扫描。
端口的配置
介绍完矩阵键盘的扫描原理了我们该通过keli来实现我们想要的功能啦,首先我们要进行的就是对我们所需要的端口进行配置,如下:
//端口的配置 void key_init(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruture; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //打开PB时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); //打开PE时钟 //定义PB12、PB13、PB14、PB15为推挽输出 GPIO_InitStruture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruture.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; GPIO_InitStruture.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruture); //定义PD8、PD9、PD10、PD11为上拉输入 分别定义为四行 GPIO_InitStruture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStruture.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11; GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStruture); }
相关函数的编写
配置完我们所需要的端口,接下来我们就应该编写相关函数啦。
- 行扫描函数:
//如果为1,代表没有按键被按下,如果为0,代表有按键被按下 char KEY_ROW_SCAN(void) { //读出行扫描状态 Key_row[0] = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_8)<<3; Key_row[0] = Key_row[0] | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_9)<<2); Key_row[0] = Key_row[0] | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_10)<<1); Key_row[0] = Key_row[0] | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_11)); if(Key_row[0] != 0x0f) //不是1111,代表肯定有一个0行 { delay_ms(10); //消抖 if(Key_row[0] != 0x0f) //0111 1011 1101 1110 { //printf("Key_Row_DATA = 0x%x\r\n",Key_row[0]); switch(Key_row[0]) { case 0x07: //0111 判断为该列第1行的按键按下 return 1; case 0x0b: //1011 判断为该列第2行的按键按下 return 2; case 0x0d: //1101 判断为该列第3行的按键按下 return 3; case 0x0e: //1110 判断为该列第4行的按键按下 return 4; default : return 0; } } else return 0; } else return 0; }
- 按键扫描函数:
char KEY_SCAN(void) { char Key_Num=0; //1-16对应的按键数 char key_row_num=0; //行扫描结果记录 KEY_CLO0_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); //消抖 Key_Num = 0 + key_row_num; } KEY_CLO0_OUT_HIGH; KEY_CLO1_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); Key_Num = 4 + key_row_num; } KEY_CLO1_OUT_HIGH; KEY_CLO2_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); Key_Num = 8 + key_row_num; } KEY_CLO2_OUT_HIGH; KEY_CLO3_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); Key_Num = 12 + key_row_num; } KEY_CLO3_OUT_HIGH; return Key_Num; }
主函数与其他
- 主函数:
#include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "key16.h" #include "stdio.h" #include "usart.h" int main(void) { vu8 key=0; char key_confirm; led_init(); delay_init(); key_init(); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); uart_init(115200); while(1) { key_confirm = KEY_SCAN(); if(key_confirm>0&&key_confirm<17){ printf("Key_NUM = %d \r\n",key_confirm); //按下1-16个按键的操作 printf("= = = = = = = = = = = \r\n"); } } }
- key.c:
#include "key16.h" #include "delay.h" uint8_t Key_row[1]={0xff}; //定义一个数组,存放行扫描状态 //端口的配置 void key_init(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruture; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //打开PB时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); //打开PE时钟 //定义PB12、PB13、PB14、PB15为推挽输出 GPIO_InitStruture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruture.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; GPIO_InitStruture.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruture); //定义PD8、PD9、PD10、PD11为上拉输入 分别定义为四行 GPIO_InitStruture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStruture.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11; GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStruture); } /*** *函数名:KEY_ROW_SCAN *功 能:按键行扫描 *返回值:1~4,对应1~4行按键位置 */ //如果为1,代表没有按键被按下,如果为0,代表有按键被按下 char KEY_ROW_SCAN(void) { //读出行扫描状态 Key_row[0] = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_8)<<3; Key_row[0] = Key_row[0] | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_9)<<2); Key_row[0] = Key_row[0] | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_10)<<1); Key_row[0] = Key_row[0] | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_11)); if(Key_row[0] != 0x0f) //不是1111,代表肯定有一个0行 { delay_ms(10); //消抖 if(Key_row[0] != 0x0f) //0111 1011 1101 1110 { //printf("Key_Row_DATA = 0x%x\r\n",Key_row[0]); switch(Key_row[0]) { case 0x07: //0111 判断为该列第1行的按键按下 return 1; case 0x0b: //1011 判断为该列第2行的按键按下 return 2; case 0x0d: //1101 判断为该列第3行的按键按下 return 3; case 0x0e: //1110 判断为该列第4行的按键按下 return 4; default : return 0; } } else return 0; } else return 0; } /*** *函数名:KEY_SCAN *功 能:4*4按键扫描 *返回值:0~16,对应16个按键 */ char KEY_SCAN(void) { char Key_Num=0; //1-16对应的按键数 char key_row_num=0; //行扫描结果记录 KEY_CLO0_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); //消抖 Key_Num = 0 + key_row_num; } KEY_CLO0_OUT_HIGH; KEY_CLO1_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); Key_Num = 4 + key_row_num; //printf("Key_Clo_2\r\n"); } KEY_CLO1_OUT_HIGH; KEY_CLO2_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); Key_Num = 8 + key_row_num; //printf("Key_Clo_3\r\n"); } KEY_CLO2_OUT_HIGH; KEY_CLO3_OUT_LOW; if( (key_row_num=KEY_ROW_SCAN()) != 0 ) { while(KEY_ROW_SCAN() != 0); Key_Num = 12 + key_row_num; } KEY_CLO3_OUT_HIGH; return Key_Num; }
- key.h:
#ifndef _KEY16_H #define _KEY16_H #include "sys.h" #include "stm32f10x.h" #include <string.h> void key_init(); char KEY_SCAN(void); char KEY_ROW_SCAN(void); void HW_KEY_FUNCTION(void); #define KEY_CLO0_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_RESET) #define KEY_CLO1_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_13,Bit_RESET) #define KEY_CLO2_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_14,Bit_RESET) #define KEY_CLO3_OUT_LOW GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_15,Bit_RESET) #define KEY_CLO0_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_12,Bit_SET) #define KEY_CLO1_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_13,Bit_SET) #define KEY_CLO2_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_14,Bit_SET) #define KEY_CLO3_OUT_HIGH GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_15,Bit_SET) #endif
串口的接线与矩阵键盘的接线
- 首先我们先接串口,把串口的VCC和GND分别接到主板上的3.3V和GND上(注意要把串口上的插线帽调整到3.3V,不然容易把板子烧坏,板子烧坏了那可就成大xx了),然后再把串口上的TXD和RXD分别连到主板的RXD和TXD。
- 然后我们来接矩阵键盘,要用到八根线,R1 ~ R4分别连到主板上的PD8 ~ PD11,C1 ~ C4分别连到主板上的PB12 ~ PB15.
load与运行调试
好啦,所有准备工作都完成啦!!又到了我们激动人心的时刻啦!!
运行成功图如下:
over。 - 什么是矩阵键盘
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stm32矩阵键盘_矩阵键盘的行列扫描原理详解
2020-12-10 01:14:08有的单片机应用需要使用的按键数量比较多,比如:密码锁,这时如果按照之前的设计,一个GPIO控制一个按键的话,有点浪费单片机资源,这时候我们常常需要使用矩阵键盘。常见的矩阵键盘有如下两种:后面的为薄膜按键。...点击上方“嵌入式从0到1”,选择“置顶/星标公众号”
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有的单片机应用需要使用的按键数量比较多,比如:密码锁,这时如果按照之前的设计,一个GPIO控制一个按键的话,有点浪费单片机资源,这时候我们常常需要使用矩阵键盘。
常见的矩阵键盘有如下两种:
后面的为薄膜按键。
上图中,
上面的按键按照5行*4列的布局排布,所以整个矩阵键盘共计引出了9(5+4)个引脚;
下面的按键按照4行*4列的布局排布,所以整个矩阵键盘共计引出了8(4+4)个引脚;由此可以看出,按键数量越多,节省的IO口越多。直插按键和薄膜按键两种方式的实现原理一样,本文我们以薄膜按键为例进行讲解。
薄膜按键(Metal dome array),是一块带触点的PET薄片(包括金属弹片也叫锅仔片),用在PCB、FPC等线路板上作为开关使用,在使用者与仪器之间起到一个重要的触感型开关的作用。与传统的硅胶按键相比,薄膜按键具有更好的手感、更长的寿命,可以间接地提高使用导电膜的各类型开关的生产效率。薄膜按键上的触点位于PCB板上的导电部位(大部分位于线路板上的金手指上方),当按键受到外力按压时,触点的中心点下凹,接触到PCB上的线路,从而形成回路,电流通过,整个产品就得以正常工作。
薄膜按键与传统硅胶按键相比较具有以下优势:
- 触感更好,使用寿命更长久;
- 按键键薄、柔软、防护性能好;
- 薄膜按键触板位于导电部位,按下会凹进去进而接触到PCB上的线路从而触发开关;
- 导电薄膜上面布满了金属点进行连接,按下薄膜按键就能启动对应的功能;
- 薄膜按键以成本低、工艺简单和手感好。
有专门定制薄膜按键的商家,可以随意定制外观。
薄膜按键的内部结构如下图所示:
注:图片来源于网络,侵权请后台联系号主删除。
有的矩阵键盘后面有3M背胶,可撕下粘纸,粘贴在光滑表面上,方便固定。
硬件连接
STM32核心板 排线引脚号 4*4矩阵键盘 PC2 1 行1 PC1 2 行2 PC0 3 行3 PC13 4 行4 PB9 5 列1 PB8 6 列2 PB7 7 列3 PB6 8 列4 按键扫描原理
对于4*4的薄膜按键,只需要8个标准IO口,即可实现16个按键扫描,独立输入。
各种矩阵键盘的驱动方式类似,我们以4*4的矩阵键盘为例,看看它的驱动方式。
矩阵按键扫描原理:
行列扫描:
- 我们先将四行对应的GPIO引脚设为输出模式,并输出高电平;
- 将四列对应的GPIO引脚设为下拉输入模式,没有按键按下状态时,这四个引脚读取默认返回0;
- 如果有一个按键被按下,那么这四列中就会有一个GPIO引脚读取返回1,此时能够得到被按下的键所在的列;
假如被点击的按键为第三行第三列的按键
- 为了进一步知道,被按下的键所在行,我们依次改变输出高电平的行,比如先让第一行输出高电平,另外三行输出低电平,如果四列的GPIO返回的值没有高电平,则被按下的键不在第一行;
- 类似上一步操作,接下来让第二行输出高电平,然后其他行输出低电平;
- 然后第三行输出高电平,其他行低电平;第四行输出高电平,其他行输出低电平;当某行为高电平时,四列对应的GPIO读取有返回1,则该行即为被按下行;
- 由于上面得出了被按下的列和行,那么行列的交叉即可得出被按下的键。上面实例可知,我们被按下的键为第三行、第三列对应的键。
这种方式获得按键键值的方式即为行列扫描。
按键扫描的代码实现如下:
/*假定Row为输出,Col为输入;如果有按键被按下,则输入(Col)一定有非0值;四个输出(Row)依次改变,每次仅有一个IO为高电平,如果此时输入(Col)不为0的,那么即可确定此行列值即为按键值;*/int Value44Key(void) //定义矩阵键盘的返回值,返回值对应相关功能,{ int KeyValue = 0; //KeyValue是最后返回的按键数值 GPIORow_Output(0); //全部置高 if(KEY44_Scan()!=0) //如果没有按键按下,返回值为-1 { return -1; } else //有按键按下 { delay_ms(5); //延时5ms去抖动 if(KEY44_Scan() == 0x00) //如果延时5ms后输入0, 则刚刚是抖动产生的 { return -1; //所以还是返回 -1 } } GPIORow_Output(1); //第一行置高 switch(KEY44_Scan()) //对应的输入值判断不同的按键值 { case COL1_KEY_PRES: KeyValue = 1; break; case COL2_KEY_PRES: KeyValue = 2; break; case COL3_KEY_PRES: KeyValue = 3; break; case COL4_KEY_PRES: KeyValue = 4; break; } GPIORow_Output(2); //第二行置高 switch(KEY44_Scan()) //对应的输入值判断不同的按键值 { case COL1_KEY_PRES: KeyValue = 5; break; case COL2_KEY_PRES: KeyValue = 6; break; case COL3_KEY_PRES: KeyValue = 7; break; case COL4_KEY_PRES: KeyValue = 8; break; } GPIORow_Output(3); //第三行置高 switch(KEY44_Scan()) //对应的输入值判断不同的按键值 { case COL1_KEY_PRES: KeyValue = 9; break; case COL2_KEY_PRES: KeyValue = 10; break; case COL3_KEY_PRES: KeyValue = 11; break; case COL4_KEY_PRES: KeyValue = 12; break; } GPIORow_Output(4); //第四行置高 switch(KEY44_Scan()) //对应的输入值判断不同的按键值 { case COL1_KEY_PRES: KeyValue = 13; break; case COL2_KEY_PRES: KeyValue = 14; break; case COL3_KEY_PRES: KeyValue = 15; break; case COL4_KEY_PRES: KeyValue = 16; break; } return KeyValue;}
这种行列扫描的方式实现的按键驱动,实际应用中,如果程序过于复杂,那么按键键值的获取可能不是很及时,有时可能会出现按下无响应的状态。
STM32的外部中断特别多,每个GPIO都可以作为外部中断,各位可以尝试一下,使用中断的方式,如何实现矩阵键盘的驱动呢?
传统美德不能丢,
偷偷摸摸请点赞,
明目张胆请在看。
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stm32矩阵键盘 _最终完整版
2018-10-18 15:51:31stm32f103开发板。 消抖。 col列,Pin配置为PP推挽输出模式; row行,Pin配置为Input模式,启用内部上拉电阻 -
STM32 矩阵键盘控制数码管
2019-10-14 18:52:34在以往的32博客中,见过了数码管和矩阵键盘,今天就将他们结合起来,如何用矩阵键盘去控制数码管。 我们都知道数码管可以显示从0-9十位数字,也可以显示从A-F的字母,将数码管和2*2矩阵键盘结合起来也就是使用四个...在以往的32博客中,见过了数码管和矩阵键盘,今天就将他们结合起来,如何用矩阵键盘去控制数码管。
我们都知道数码管可以显示从0-9十位数字,也可以显示从A-F的字母,将数码管和2*2矩阵键盘结合起来也就是使用四个按键分别控制加,减,置0和全部点亮。
加减的功能不用多说也就是从0加到F,如果继续增加的话又从0开始,减也是一样,置0也就是将数据恢复为初始状态,全部点亮是为了检验数码管是否可以正常工作。
话不多说,咱们来看一下代码实现key.c:设置按键
#include "key.h" #include "delay.h" #include "usart.h" //PB5~7设置成数入 //PB8~10设置成输出 void KEY_Init1(void) { RCC->APB2ENR|=1<<3; JTAG_Set(SWD_ENABLE); GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF; GPIOB->CRL|=0X00800000; // GPIOB->ODR|=1<<5; GPIOB->CRL&=0XF0FFFFFF; GPIOB->CRL|=0X08000000; //GPIOB->ODR|=1<<6; GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF; GPIOB->CRL|=0X80000000; //GPIOB->ODR|=1<<7; GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0; GPIOB->CRH|=0X00000003; GPIOB->ODR|=1<<8; GPIOB->CRH&=0XFFFFFF0F; GPIOB->CRH|=0X00000030; GPIOB->ODR|=1<<9; GPIOB->CRH&=0XFFFFF0FF; GPIOB->CRH|=0X00000300; GPIOB->ODR|=1<<10; key9_Out=1;key8_Out=1; } void KEY_Init2(void) { GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF; GPIOB->CRL|=0X00300000; GPIOB->ODR|=1<<5; GPIOB->CRL&=0XF0FFFFFF; GPIOB->CRL|=0X03000000; GPIOB->ODR|=1<<6; GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF; GPIOB->CRL|=0X30000000; GPIOB->ODR|=1<<7; GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0; GPIOB->CRH|=0X00000008; //GPIOB->ODR|=1<<8; GPIOB->CRH&=0XFFFFFF0F; GPIOB->CRH|=0X00000080; //GPIOB->ODR|=1<<9; GPIOB->CRH&=0XFFFFF0FF; GPIOB->CRH|=0X00000800; //GPIOB->ODR|=1<<10; key6_Out=1;key5_Out=1; } u8 KEY_Scan1() { u8 H=0; GPIOB->ODR&=~(1<<5); GPIOB->ODR&=~(1<<6); KEY_Init1(); if(key5_In==1||key6_In==1) { delay_ms(10); if(key5_In==1) H=1; if(key6_In==1) H=2; return H*10; } else return 0; } u8 KEY_Scan2() { u8 L=0; GPIOB->ODR&=~(1<<8); GPIOB->ODR&=~(1<<9); KEY_Init2(); if(key8_In==1||key9_In==1) { delay_ms(10); if(key8_In==1) L=1; else if(key9_In==1) L=2; return L; } else return 0; } u8 KEY_Out(void) { u8 t=0,p=1; while((KEY_Scan1()==0||KEY_Scan2()==0)) { t=KEY_Scan1()+KEY_Scan2(); if(t!=0) { if(t==11) return KEY1H_PRES; else if(t==12) return KEY2H_PRES; } } }
SMG.h
#ifndef __SMG_H #define __SMG_H #include "sys.h" #include "delay.h" u8 SMG_Init(void); #endif
key.h:控制按键
#ifndef __KEY_H #define __KEY_H #include "sys.h" #define KEY1H_PRES 1 #define KEY2H_PRES 2 #define KEY1L_PRES 1 #define KEY2L_PRES 2 #define key5_In PBin(5) //PB5 #define key6_In PBin(6) //PB6 //PB7 #define key5_Out PBout(5) #define key6_Out PBout(6) #define key8_In PBin(8) #define key9_In PBin(9) #define key8_Out PBout(8) //PB8 #define key9_Out PBout(9) //PB9 void KEY_Init1(void); void KEY_Init2(void); u8 KEY_Scan1(); u8 KEY_Scan2(); u8 KEY_Out(void); #endif
light.c:主函数
#include "sys.h" #include "usart.h" #include "delay.h" #include "led.h" #include "key.h" #include "smg.h" int main(void) { static u8 k=0; u8 r; delay_init(72); LED_Init(); //³õʼ»¯ÓëLEDÁ¬½ÓµÄÓ²¼þ½Ó¿Ú while(1) { r=KEY_Out(); if(r==KEY2H_PRES) { if(k==0) k=9; else k--; } else if(r==KEY1H_PRES) { if(k==9) k=0; else k++; } else break; switch(k) { case 0: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF3F; break; } case 1: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF06; break; } case 2: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF5B; break; } case 3: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF4F; break; } case 4: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF66; break; } case 5: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF6D; break; } case 6: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF7D; break; } case 7: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF07; break; } case 8: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFFFF; break; } case 9: { GPIOA->ODR&=0x0000; GPIOA->ODR|=0xFF6F; break; } } } }
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STM32矩阵键盘扫描
2021-03-24 15:41:49#ifndef __KEY_H #define __KEY_H #include "sys.h" #include "delay.h" #define Pin0 GPIO_Pin_0 #define Pin1 GPIO_Pin_1 #define Pin2 GPIO_Pin_2 #define Pin3 GPIO_Pin_3 #define Pin4 GPIO_Pin_4 ...