【E電路】4×4矩陣式鍵盤電路的改進(jìn)

　　51單片機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)常使用4×4鍵盤，一般情況下，都是使用一個(gè)8位的接口，外接16個(gè)按鍵。

　　下圖就是一個(gè)常規(guī)的4×4鍵盤電路圖。

　　這種常規(guī)的矩陣鍵盤電路，相信大家都司空見(jiàn)慣了，好多人都會(huì)編寫它的驅(qū)動(dòng)程序。

　　圖中使用了P0口的8個(gè)引腳(P0.0~P0.7)，分別驅(qū)動(dòng)鍵盤的行和列。按鍵的編號(hào)，在圖中分別標(biāo)注了0~F。

　　檢測(cè)按鍵的一般的思路是在四個(gè)列線，分別輸出一個(gè)低電平，然后輸入行線，逐行檢測(cè)是否存在低電平。

　　如果在某行有低電平出現(xiàn)，就說(shuō)明該行、列的交叉點(diǎn)上的按鍵，被按下了。

　　其實(shí)，這些行、列引線，是“分時(shí)”工作的，當(dāng)在某一列輸出低電平的時(shí)候，其它的列，輸出的就是高電平。

　　如果利用這些輸出高電平的列，進(jìn)行輸入，那么就可以極大的節(jié)省IO接口的引線數(shù)量。

　　基于這個(gè)道理，在上圖中，下面的四個(gè)列驅(qū)動(dòng)引線(P0.4~P0.7)，就完全可以省去，只是使用行驅(qū)動(dòng)的引腳(P0.0~P0.3)來(lái)分時(shí)輸出低電平即可。

　　電路見(jiàn)下圖。

　　為了對(duì)引腳之間進(jìn)行隔離，圖中加上了四個(gè)二極管，確保只有在引腳輸出低電平的時(shí)候，方可把鍵盤中相應(yīng)的列置為0。

　　針對(duì)這個(gè)電路，對(duì)按鍵的檢測(cè)方法，和常規(guī)的4×4鍵盤檢測(cè)思路是相同的，例如：

　　當(dāng)在P0.0輸出低電平，即最左邊的列為0，這時(shí)檢測(cè)P0.1、P0.2及P0.3是否為0，可以判斷最左邊的三個(gè)按鍵是否按下;

　　當(dāng)在P0.1輸出低電平，即左邊第二列為0，這時(shí)檢測(cè)P0.0、P0.2及P0.3是否為0，可以判斷左邊第二列的三個(gè)按鍵是否按下;

　　…………;

　　這個(gè)檢測(cè)按鍵是否按下的思路非常簡(jiǎn)單，會(huì)編寫常規(guī)4×4鍵盤驅(qū)動(dòng)程序的網(wǎng)友，肯定都會(huì)編寫出來(lái)這種電路的驅(qū)動(dòng)程序。

　　因?yàn)樾泻土惺褂昧讼嗤腎O引線，實(shí)際上，連接在同一個(gè)引線的行、列交叉點(diǎn)處的按鍵，就已經(jīng)失效了，那么就把把原來(lái)的按鍵，移動(dòng)出來(lái)，把二極管畫在交叉點(diǎn)，電路如下所示。

　　再把移出來(lái)四個(gè)按鍵連接在IO引線，另一端直接接地;把其它按鍵的編號(hào)，再整理一下，就成了下圖電路。

　　這個(gè)電路比常規(guī)的4×4鍵盤電路僅僅多用了四個(gè)二極管，但是卻節(jié)省了四條IO接口引線，這個(gè)意義是十分巨大的。

　　按照這個(gè)電路的設(shè)計(jì)思路，使用 n 條IO接口引線，就可以驅(qū)動(dòng) n×n 個(gè)按鍵。

　　那么用5個(gè)IO引腳，就可以驅(qū)動(dòng)5×5的鍵盤，這就足以滿足各種應(yīng)用了。

　　網(wǎng)上也有一些其它類型的節(jié)省接口的鍵盤電路，但是都有不足，不是電路過(guò)于復(fù)雜，就是驅(qū)動(dòng)的按鍵個(gè)數(shù)較少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及本電路簡(jiǎn)單實(shí)用。

　　這是個(gè)完美的精簡(jiǎn)接口的4×4鍵盤電路，不僅可以用在51單片機(jī)系統(tǒng)，在使用其它MCU組建的電路中同樣適用。

　　針對(duì)這個(gè)電路，已經(jīng)用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言編寫出了驅(qū)動(dòng)程序，因?yàn)閰R編語(yǔ)言可以使用“位操作”指令，所以程序的比較簡(jiǎn)單;C語(yǔ)言的程序，就顯得累贅一些。