我們講獨立按鍵掃描的時候，大家已經簡單認識了矩陣按鍵是什么樣子了。矩陣按鍵相當于 4 組每組各 4 個獨立按鍵，一共是 16 個按鍵。那我們如何區(qū)分這些按鍵呢？想一下我們生活所在的地球，要想確定我們所在的位置，就要借助經緯線，而矩陣按鍵就是通過行線和列線來確定哪個按鍵被按下的。那么在程序中我們又如何進行這項操作呢？
前邊講過，按鍵按下通常都會保持 100ms 以上，如果在按鍵掃描中斷中，我們每次讓矩陣按鍵的一個 KeyOut 輸出低電平，其它三個輸出高電平，判斷當前所有 KeyIn 的狀態(tài)，下次中斷時再讓下一個 KeyOut 輸出低電平，其它三個輸出高電平，再次判斷所有 KeyIn，通過快速的中斷不停的循環(huán)進行判斷，就可以最終確定哪個按鍵按下了，這個原理是不是跟數碼管動態(tài)掃描有點類似？數碼管我們在動態(tài)賦值，而按鍵這里我們在動態(tài)讀取狀態(tài)。至于掃描間隔時間和消抖時間，因為現在有 4 個 KeyOut 輸出，要中斷 4 次才能完成一次全部按鍵的掃描，顯然再采用 2ms 中斷判斷 8 次掃描值的方式時間就太長了（2*4*8=64ms），那么我們就改用 1ms 中斷判斷 4 次采樣值，這樣消抖時間還是 16ms(1*4*4)。下面就用程序實現出來，程序循環(huán)掃描板子上的 K1～K16 這 16 個矩陣按鍵，分離出按鍵動作并在按鍵按下時把當前按鍵的編號顯示在一位數碼管上（用 0~F 表示，顯示值=按鍵編號-1）。
#include
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
sbit KEY_IN_1 = P2^4;
sbit KEY_IN_2 = P2^5;
sbit KEY_IN_3 = P2^6;
sbit KEY_IN_4 = P2^7;
sbit KEY_OUT_1 = P2^3;
sbit KEY_OUT_2 = P2^2;
sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
sbit KEY_OUT_4 = P2^0;
unsigned char code LedChar[] = { //數碼管顯示字符轉換表
0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,
0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E
};
unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩陣按鍵的當前狀態(tài)
{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
};
void main(){
unsigned char i, j;
unsigned char backup[4][4] = { //按鍵值備份，保存前一次的值
{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
};
EA = 1; //使能總中斷
ENLED = 0; //選擇數碼管 DS1 進行顯示
ADDR3 = 1;
ADDR2 = 0;
ADDR1 = 0;
ADDR0 = 0;
TMOD = 0x01; //設置 T0 為模式 1
TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67，定時 1ms
TL0 = 0x67;
ET0 = 1; //使能 T0 中斷
TR0 = 1; //啟動 T0
P0 = LedChar[0]; //默認顯示 0
while (1){
for (i=0; i<4; i++){ //循環(huán)檢測 4*4 的矩陣按鍵
for (j=0; j<4; j++){
if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //檢測按鍵動作
if (backup[i][j] != 0){ //按鍵按下時執(zhí)行動作
P0 = LedChar[i*4+j]; //將編號顯示到數碼管
}
backup[i][j] = KeySta[i][j]; //更新前一次的備份值
}
}
}
}
}
/* T0 中斷服務函數，掃描矩陣按鍵狀態(tài)并消抖 */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
unsigned char i;
static unsigned char keyout = 0; //矩陣按鍵掃描輸出索引
static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩陣按鍵掃描緩沖區(qū)
{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},
{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}
};
TH0 = 0xFC; //重新加載初值
TL0 = 0x67;
//將一行的 4 個按鍵值移入緩沖區(qū)
keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;
keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;
keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;
keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;
//消抖后更新按鍵狀態(tài)
for (i=0; i<4; i++){ //每行 4 個按鍵，所以循環(huán) 4 次
//連續(xù) 4 次掃描值為 0，即 4*4ms 內都是按下狀態(tài)時，可認為按鍵已穩(wěn)定的按下
if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00){
KeySta[keyout][i] = 0;
//連續(xù) 4 次掃描值為 1，即 4*4ms 內都是彈起狀態(tài)時，可認為按鍵已穩(wěn)定的彈起
}else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F){
KeySta[keyout][i] = 1;
}
}
//執(zhí)行下一次的掃描輸出
keyout++; //輸出索引遞增
keyout = keyout & 0x03; //索引值加到 4 即歸零
//根據索引，釋放當前輸出引腳，拉低下次的輸出引腳
switch (keyout){
case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
default: break;
}
}
這個程序完成了矩陣按鍵的掃描、消抖、動作分離的全部內容，希望大家認真研究一下，徹底掌握矩陣按鍵的原理和應用方法。在程序中還有兩點值得說明一下。
首先，可能你已經發(fā)現了，中斷函數中掃描 KeyIn 輸入和切換 KeyOut 輸出的順序與前面提到的順序不同，程序中我首先對所有的 KeyIn 輸入做了掃描、消抖，然后才切換到了下一次的 KeyOut 輸出，也就是說我們中斷每次掃描的實際是上一次輸出選擇的那行按鍵，這是為什么呢？因為任何信號從輸出到穩(wěn)定都需要一個時間，有時它足夠快而有時卻不夠快，這取決于具體的電路設計，我們這里的輸入輸出順序的顛倒就是為了讓輸出信號有足夠的時間（一次中斷間隔）來穩(wěn)定，并有足夠的時間來完成它對輸入的影響，當你的按鍵電路中還有硬件電容消抖時，這樣處理就是絕對必要的了，雖然這樣使得程序理解起來有點繞，但它的適應性是最好的，換個說法就是，這段程序足夠“健壯”，足以應對各種惡劣情況。
其次，是一點小小的編程技巧。注意看 keyout = keyout & 0x03;這一行，在這里我是要讓keyout 在 0～3 之間變化，加到 4 就自動歸零，按照常規(guī)你可以用前面講過的 if 語句輕松實現，但是你現在看一下這樣程序是不是同樣可以做到這一點呢？因為 0、1、2、3 這四個數值正好占用 2 個二進制的位，所以我們把一個字節(jié)的高 6 位一直清零的話，這個字節(jié)的值自然就是一種到 4 歸零的效果了。看一下，這樣一句代碼比 if 語句要更為簡潔吧，而效果完全一樣。
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