修订矩阵键盘的工作原理
矩阵按键的工作原理
矩阵按键的工作原理
按键是一种常见的输入设备，它们常用于各种电子设备，如手机，游戏机，电脑，控制系统等。
按键可以识别不同的按键组合，从而输入不同的命令。
按键有多种不同的结构，而矩阵按键是其中最常见的一种。
矩阵按键的工作原理是：设备的每个按键都由一组横向和纵向的键组成。
当按下一个按键时，键将发送电流给处理器，处理器解析电流，计算出相应的键值。
当多个按键同时按下时，处理器会计算出组合动作，从而输入相应的指令。
矩阵按键可以比较容易地实现按键组合，同时可以避免按键冲突。
此外，由于矩阵按键的结构比较简单，因此生产成本也比较低。
它们可以用于制作小型的按键，如智能手机的虚拟按键和游戏机的综合按键，也可以用于制作大型的按键，如电脑键盘的按钮和家用电器的控件。
矩阵按键的典型应用是在控制系统中，它们可以明确地控制系统的某些操作，如控制系统的动作，接受用户输入，执行动作等。
由于矩阵按键可以容易地处理复杂的按键组合，因此它们可以在游戏控制台上实现复杂的操作，从而为游戏玩家带来更多乐趣。
矩阵按键是一种非常有用的技术，它比传统的按键有更多的优势。
它可以通过多组按键组合来实现复杂的按键功能，而且可以避免按键冲突。
此外，矩阵按键的生产成本也比较低，比较容易实现。
由此可见，矩阵按键有着广泛的应用前景，可以为各种电子设备增加更多功
能，使用者也可以更好地控制设备，获得更多乐趣。
矩阵键盘工作原理
矩阵键盘工作原理矩阵键盘是一种常见的计算机输入设备，它的工作原理是通过一组排列成矩阵的按键和电路来实现数据输入。
在我们日常使用的电脑键盘中，就采用了矩阵键盘的设计原理。
下面我们来详细了解一下矩阵键盘的工作原理。
首先，矩阵键盘由多个按键组成，这些按键通常被排列成矩阵的形式，每个按键都对应着一个电路。
当用户按下某个按键时，这个按键所在的电路就会被闭合，产生一个电信号。
这个信号会被传输到计算机的主板上，然后由主板进行识别和处理。
其次，矩阵键盘的工作原理是基于键盘扫描的。
在键盘扫描过程中，计算机会通过轮流地对每行和每列的电路进行检测，以确定哪些按键被按下。
具体来说，当用户按下某个按键时，它所在的行和列的电路就会连接起来，计算机就能够通过扫描检测到这个按键的存在。
然后，一旦计算机检测到有按键被按下，它就会根据按键所在的行和列的位置来确定这个按键的具体标识。
这个标识会被转换成相应的ASCII码或者其他编码方式，然后传输到计算机的操作系统中。
操作系统会根据接收到的编码来识别用户按下的是哪个按键，并进行相应的处理，比如在屏幕上显示相应的字符或者执行相应的功能。
最后，需要注意的是，矩阵键盘的工作原理是基于按键的电路连接来实现的。
因此，它对于多个按键同时按下的情况可能会存在一定的限制。
一般来说，矩阵键盘能够支持同时按下一定数量的按键，但是如果同时按下的按键超出了它的限制，就有可能会出现按键冲突的情况，导致计算机无法准确识别用户的输入。
总的来说，矩阵键盘是一种通过按键和电路排列成矩阵来实现数据输入的计算机输入设备。
它的工作原理是基于键盘扫描和按键电路连接来实现的，能够准确地识别用户的按键输入，并将输入的数据传输到计算机进行处理。
然而，需要注意的是，矩阵键盘在处理多个按键同时按下的情况时可能会存在一定的限制，需要用户在使用时注意避免按键冲突的情况发生。
stm32矩阵键盘原理
STM32矩阵键盘原理详解引言矩阵键盘是一种常见的输入设备，广泛应用于电子产品中。
在STM32微控制器中，利用GPIO引脚实现矩阵键盘控制相对简单，本文将详细介绍STM32矩阵键盘的基本原理。
基本原理矩阵键盘由多个按键组成，通常采用行列式排列。
每个按键都由一个触点和一个按键外壳组成，触点一般为弹簧式结构，按下按键时触点接通，释放按键时触点断开。
矩阵键盘的连接方式矩阵键盘的每个按键都被分配一个行号和列号，通过行线和列线来连接按键和控制芯片。
STM32通过GPIO来控制行线和列线的电平，实现按键的扫描和检测。
在STM32中，行线和列线可以连接到不同的GPIO引脚上。
行线连接到输出引脚，列线连接到输入引脚。
这样，通过对行线的输出和对列线的输入，可以实现对矩阵键盘的扫描和检测。
矩阵键盘的扫描原理矩阵键盘的扫描原理可以简单描述为以下几个步骤：1.将所有行线设置为高电平，所有列线设置为输入模式。
2.逐个将行线设置为低电平，并同时检测列线引脚的电平状态。
3.如果某一列的输入引脚检测到低电平，表示该列对应的按键被按下。
4.通过行线和列线的对应关系，确定被按下的按键的行号和列号。
矩阵键盘的按键映射通过扫描后，可以得到被按下的按键的行号和列号，STM32可以根据行列号的映射关系将按键信息转化为相应的按键值。
通常，矩阵键盘的按键映射是通过二维数组来实现的。
数组的行号对应行线，列号对应列线。
数组中的元素对应按键的键值。
例如，要实现一个4x4的矩阵键盘，可以通过以下数组表示按键的映射关系：uint8_t keyMap[4][4] = {{ '1', '2', '3', 'A' },{ '4', '5', '6', 'B' },{ '7', '8', '9', 'C' },{ '*', '0', '#', 'D' }};通过行列号可以确定数组中的元素，从而得到按键的键值。
矩阵按键原理
矩阵按键原理矩阵按键是一种常见的电子产品中使用的按键结构，它通过将多个按键组合在一起，以节省空间和成本，并实现多功能的操作。
在手机、遥控器、键盘等电子设备中，我们经常会见到矩阵按键的身影。
那么，矩阵按键是如何实现按键功能的呢？接下来，我们将深入探讨矩阵按键的原理。
首先，矩阵按键由多个行和列的交叉点组成。
当用户按下某一个按键时，该按键所在的行和列就会发生连接，从而形成一个闭合电路。
这个闭合电路的形成，就会被控制器所检测到，并识别出用户按下的是哪一个按键。
这是矩阵按键实现按键功能的基本原理。
其次，为了实现多个按键的组合功能，矩阵按键通常会采用编码方式。
在编码方式下，每个按键都会被赋予一个唯一的编码，当用户按下按键时，控制器就会根据按键的编码来识别用户的操作。
这种编码方式可以有效地避免按键之间的干扰，确保按键操作的准确性。
此外，矩阵按键还可以通过扫描的方式来实现按键的检测。
在扫描方式下，控制器会逐个扫描每一行和每一列的交叉点，以检测是否有按键被按下。
通过不断地扫描和检测，控制器可以实时地获取用户的按键操作，从而实现按键功能的响应。
另外，为了提高矩阵按键的稳定性和可靠性，通常会在按键的结构中加入弹性膜片或金属触点。
这些结构可以有效地减少按键的磨损和老化，延长按键的使用寿命，同时也可以提高按键的触感和手感，为用户带来更好的操作体验。
总的来说，矩阵按键通过行和列的交叉点、编码方式、扫描方式以及结构设计等多种原理，实现了按键功能的高效、稳定和可靠。
在电子产品中，矩阵按键已经成为了不可或缺的一部分，为用户带来了便利和舒适的操作体验。
希望通过本文的介绍，您对矩阵按键的原理有了更深入的了解。
矩阵键盘原理
db 08eh ;F
end
D3:
MOV A,P1 ; 读入 P1
XRL A,R4
JZ D3
MOV A,R1
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
Table:
db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,099h ;0-4
db 092h,082h,0f8h,080h,090h ;5-9
RLC A ; 将按键值左移一位元
JNC KEYIN ; 若 C=0, 有按, 执行 KEYIN
INC R1 ; 将指标值加 1, 继续扫描下一行
DJNZ R5,L1 ; 扫描四行
MOV A,R3 ; 载入扫描值
SETB C ; C=1
RRC A ; 扫描下一列(P13~P10)
SCAN1:
MOV A,R3 ; 开始扫描
MOV P1,A ; 将扫描值输出到 P1
MOV A,P1 ; 读入 P1 判断是否有按下
MOV R4,A ; 存到 R4, 判断是否放开
SETB C ; C=1
MOV R5,#04H ; 扫描 P14~P17
L1:
MOV R3,A ; 存回扫描值
JC SCAN1 ; C=1, 尚未完成扫描
RET ; 结束键盘扫描, 回到 Main Program
YIN:
MOV R7,#10 ; 消除弹跳
D2:
MOV R6,#248
DJNZ R6,$
DJNZ R7,D2
由於这种按键是机械式的开关，当按键被按下时，键会震动一小段时间才稳定，為了避免让8051误判為多次输入同一按键，我们必须在侦测到有按键被按下，就Delay一小段时间，使键盘以达稳定状态，再去判读所按下的键，就可以让键盘的输入稳定。
矩阵键盘的工作原理及应用
矩阵键盘的工作原理及应用1. 简介矩阵键盘是一种常见的输入设备，广泛应用于电子产品、计算机等领域。
它的工作原理是利用矩阵排列的按键，通过行列的交叉点来进行按键扫描和识别。
本文将介绍矩阵键盘的工作原理，并探讨其在不同领域的应用。
2. 工作原理矩阵键盘由多行多列的按键组成，每个按键都与一个行线和一个列线相连。
当按下某个按键时，行线和列线之间会形成一个闭合的电路。
通过扫描行线和列线的电平状态，就可以确定用户按下的具体按键。
3. 矩阵键盘的扫描方法矩阵键盘的扫描过程分为两个步骤：行扫描和列扫描。
3.1 行扫描行扫描是通过将每一行的行线设置为低电平，其他行线设置为高电平，然后检测列线的状态来判断是否有按键按下。
如果某一行的行线低电平与某一列的列线低电平相交，就说明该按键按下。
3.2 列扫描列扫描是通过将每一列的列线设置为低电平，其他列线设置为高电平，然后检测行线的状态来判断是否有按键按下。
如果某一列的列线低电平与某一行的行线低电平相交，就说明该按键按下。
4. 应用场景4.1 电子产品矩阵键盘广泛应用于各种电子产品，如手机、平板电脑、数码相机等。
它们通常用作输入设备，方便用户进行文字输入、功能选择等操作。
矩阵键盘的紧凑设计和按键间距的合理安排使得用户可以快速而准确地完成操作。
4.2 计算机在计算机上，矩阵键盘也被广泛应用于输入设备，比如台式机的键盘和笔记本电脑的内置键盘。
通过连接到计算机主机或者通过无线传输，矩阵键盘可以实现与计算机的交互，使用户可以方便地输入文字、操作软件等。
4.3 安防系统矩阵键盘在安防系统中也有重要的应用。
比如，一些门禁系统和报警系统需要用户输入密码或者进行特定操作来进行识别和控制。
矩阵键盘可以提供安全、方便的用户输入接口，确保系统的可信度和可靠性。
4.4 工业控制在工业控制领域，矩阵键盘通常被用作控制面板的一部分。
例如，机械设备控制面板上的按键，用来进行参数设置、启动停止等操作。
矩阵键盘的稳定性和可靠性非常重要，可以确保设备的正常运行和操作的准确性。
矩阵式键盘工作原理
矩阵式键盘的结构及工作原理矩阵式键盘的结构与工作原理：在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1所示。
在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。
这样，一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键(9键)。
由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。
矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。
这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。
行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。
具体的识别及编程方法如下所述。
矩阵式键盘的按键识别方法确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种“行扫描法”。
行扫描法行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，如上图所示键盘，介绍过程如下。
判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。
只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。
若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。
判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。
其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。
在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。
若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。
下面给出一个具体的例子：图仍如上所示。
8031单片机的P1口用作键盘I/O口，键盘的列线接到P1口的低4位，键盘的行线接到P1口的高4位。
矩阵键盘电路
知识点目录
1
矩阵键盘电路结构与工作原理
矩阵键盘的编码
矩阵式键盘按键识别
键盘的工作方式
1.矩阵键盘电路结构与工作原理
2
矩阵式键盘又称为行列式键盘。用I/O接口线组成行和列结构，键位设置在行和 列的交叉点上。如图1所示，8个I/O口实现了16个按键。
图1 矩阵键盘电路结构
1.矩阵键盘电路结构与工作原理
3
工作原理：以第一组键盘为例。设置KeyOut1输出一个低电平，相当于KeyOut1接 地，电路相当于4个独立按键电路，此时KeyIn1-KeyIn4四个输入端为高电平；当 键盘K1按下时，由于电路导通，此时KeyIn1变为低电平。同理，哪个按键按下， 相对应的输入端为低电平，单片机通过读输入端的状态，判断是否有按键按下。 对应图1四组按键，当KeyOut1输出为低电平时，KeyOut2-KeyOut4输出必须为高 电平，才能避免相互间的干扰。
2.矩阵键盘的编码
பைடு நூலகம்
4
对于矩阵式键盘，按键的位置由行号 和列号唯一确定，因此可分别对行号 和列号进行二进制编码，然后将两值 合成一个字节，高4位是行号，低4位 是列号。
3.矩阵式键盘按键识别
5
扫描法：
1） 判断有无键按下。
2） 如果有键按下，识别是哪一个键按下，键盘扫描取得闭合键的行、列值。
3） 用计算法或查表法得到键值。
4） 判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。
5） 将闭合键键号保存，同时转去执行该闭合键的功能。
4.键盘的工作方式
6
（1）编程扫描方式
利用CPU在完成其它工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入 的要求。
（2）定时扫描工作方式
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
修订矩阵键盘的工作原
理
TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
4×4矩阵键盘的工作原理与编程51/AVR单片机学习开发系统上使用数码管显示4×4矩阵键盘的键值。
一、硬件工作原理的简单介绍
该实验使用的8位数码管显示电路和4×4矩阵键盘电路。
现将这二部分的电路工作原理进行简单的介绍：
1、4×4矩阵键盘的工作原理
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。
图1为矩阵键盘电路图，行线接P1.4－P1.7，列线接P1.0－P1.3。
图1 矩阵键盘电路
图2 按键排列
2、数码管动态扫描显示电路
在ME300B开发系统中，采用了8位数码管动态扫描显示。
它将所有数码管的8个段线相应地并接在一起，并接到 AT89S51的P0口，由P0口控制字段输出。
而
各位数码管的共阳极由AT89S51的P2口控制Q20－Q27来实现8位数码管的位输出控制。
这样，对于一组数码管动态扫描显示需要由两组信号来控制：一组是字段输出口输出的字形代码，用来控制显示的字形，称为段码；另一组是位输出口输出的控制信号，用来选择第几位数码管工作，称为位码。
由于各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。
因此，同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，8位数码管将显示相同的字符。
若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式。
即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。
同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。
这样同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。
虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同一时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于数码管具有余辉特性和人眼有视觉暂留现象，只要每位数码管显示间隔足够短，给人眼的视觉印象就会是连续稳定地显示。
图3 数码管电路
数码管不同位显示的时间间隔可以通过调整延时程序的延时长短来完成。
数码管显示的时间间隔也能够确定数码管显示时的亮度，若显示的时间间隔长，显示时数码管的亮度将亮些，若显示的时间间隔短，显示时数码管的亮度将暗些。
若显示
的时间间隔过长的话，数码管显示时将产生闪烁现象。
所以，在调整显示的时间间隔时，即要考虑到显示时数码管的亮度，又要数码管显示时不产生闪烁现象。
在ME300B单片机开发系统中使用数码管来显示信息时，要将JP2的2、3端短接。
见图3
二、演示程序的编程方法
1、4×4矩阵键盘的编程方法：
1.1、先读取键盘的状态，得到按键的特征编码。
先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。
再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。
将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。
使用上述方法我们得到16个键的特征编码。
举例说明如何得到按键的特征编码：
假设“1”键被按下，找其按键的特征编码。
从P1口的高四位输出低电平，即P1.4－P1.7为输出口。
低四位输出高电平，即P1.0－P1.3为输入口。
读P1口的低四位状态为“ 1101”，其值为“0DH”。
再从P1口的高四位输出高电平，即P1.4－P1.7为输入口。
低四位输出低电平，即P10－P13为输出口，读P1口的高四位状态为“1110”，其值为“E0H”。
将两次读出的P0口状态值进行逻辑或运算就得到其按键的特征编码为“EDH”。
用同样的方法可以得到其它15个按键的特征编码。
1.2、根据按键的特征编码，查表得到按键的顺序编码。
将用上述方法得到的16个按键的特征编码按图2按键排列的顺序排成一张特征编码与顺序编码的对应关系表，然后用当前读得的特征编码来查表，当表中有该特征编码时，它所在的位置就是对应的顺序编码。
1.3、矩阵键盘键值查找程序的具体编程
这个演示程序的主要功能有：
1、识别键盘有无按键按下，若无键按下返回。
2、如果有键按下，找出具体的按键值（顺序码）。
三、演示程序的功能
当你按下矩阵键盘中的任何一个键，蜂鸣器响一声，并在数码管上显示相应的键值。
图4为ME300B开发系统的实际演示图片。
图4 ME300B开发系统显示键值“E”
编程的具体细节请参阅ME300B光盘中的数码管显示键值演示程序。