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原创 「雕爷学编程」Arduino动手做(26)——4X4矩阵键盘模块

2019-9-7 07:01 142 2 2 分类: 智能硬件 文集: 雕爷学编程

37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。 


【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)

实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)


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。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,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。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。

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4X4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。

行列扫描法原理

1、使行线为编程的输入线,列线是输出线,拉低所有的列线,判断行线的变化,如果有按键按下,按键按下的对应行线被拉低,否则所有的行线都为高电平。

2、在第一步判断有键按下后, 延时10ms消除机械抖动,再次读取行值,如果此行线还处于低电平状态则进入下 一步,否则返回第一步重新判断。

3、开始扫描按键位置,采用逐 行扫描,每间隔1ms的时间,分别拉低第一列,第二列,第三列,第四 列,无论拉低哪一列其他三列都为高电平,读取行值找到按键的位置,分别把行值和列值储存在寄存器里。

4、从寄存器中找到行值和列 值并把其合并,得到按键值,对此按键值进行编码,按照从第一行第一个一直到第四行第四个逐行进行编码,编码值从“0000” 至“1111” , 再进行译码,最后显示按键号码。

4X4矩阵4管脚直插按键键盘

(1)体积小;

(2)节省空间;

(3)使用方便;

(4)共计16按键;

(5)单片机外扩键盘的上佳选择。

矩阵键盘所需库文件

在Arduino IDE 1.8.0 或者以上版本中, 项目->加载库->管理库中搜索Keypad,然后安装即可。

也可以在下载库(需要下载库文件 https://github.com/Chris--A/Keypad),然后手动添加到IDE中的libraries文件夹里面,重新启动IDE即可。

安装4*4矩阵键盘

4*4矩阵键盘有一个8孔的排母,理论上可以直接插到0-7脚上,但0,1脚用于串口通信,所以只能选择2~13脚,这里选用了2-9脚。

Keypad Pin R1 –> Arduino Pin 2

Keypad Pin R2 –> Arduino Pin 3

Keypad Pin R3 –> Arduino Pin 4

Keypad Pin R4 –> Arduino Pin 5

Keypad Pin C1 –> Arduino Pin 6

Keypad Pin C2 –> Arduino Pin 7

Keypad Pin C3 –> Arduino Pin 8

Keypad Pin C4 –> Arduino Pin 9

  1. /*
  2. 【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)
  3. 实验二十六:4X4矩阵键盘模块(12键示例代码)
  4. 实验区域位3x4
  5. */
  6. #include <Keypad.h>
  7. const byte ROWS = 4;
  8. const byte COLS = 3;
  9. char keys[ROWS][COLS] = {
  10. {'1','2','3'},
  11. {'4','5','6'},
  12. {'7','8','9'},
  13. {'#','0','*'}
  14. };
  15. byte rowPins[ROWS] = {5, 4, 3, 2};
  16. byte colPins[COLS] = {8, 7, 6};
  17. Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
  18. void setup(){
  19. Serial.begin(9600);
  20. }
  21. void loop(){
  22. char key = keypad.getKey();
  23. if (key != NO_KEY){
  24. Serial.println(key);
  25. }
  26. }


这是一个非常简单的示例,可以看到将键盘输入添加到Arduino程序中是多么容易。也可以将此类输入用于许多不同的项目,包括:

●    门锁

●    输入PWM

●    闹钟

●    安全锁等

尝试图形编程


  1. /*
  2. 【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)
  3. 实验二十六:4X4矩阵键盘模块(16键示例代码)
  4. */
  5. #include <Keypad.h>
  6. const byte ROWS = 4;
  7. const byte COLS = 4;
  8. char hexaKeys[ROWS][COLS] = {
  9. {'1','2','3','A'},
  10. {'4','5','6','B'},
  11. {'7','8','9','C'},
  12. {'*','0','#','D'}
  13. };
  14. byte rowPins[ROWS] = {2, 3, 4, 5};
  15. byte colPins[COLS] = {6, 7, 8, 9};
  16. Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
  17. void setup(){
  18. Serial.begin(9600);
  19. }
  20. void loop(){
  21. char customKey = customKeypad.getKey();
  22. if (customKey){
  23. Serial.println(customKey);
  24. }
  25. }



程序思路

1

#include    //加载库

2

const byte ROWS = 4;

const byte COLS = 4;

char keys[ROWS][COLS] = {

  {'1','2','3','A'},

  {'4','5','6','B'},

  {'7','8','9','C'},

  {'*','0','#','D'}

};//建立二维数组,用于设置按键的输出字符

3

byte rowPins[ROWS] = {2,3,4,5};   //定义行引脚

byte colPins[COLS] = {6,7,8,9};     //定义列引脚

4

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS ); //实例化Keypad 对象

5

char key = keypad.getKey();//新建一个key 变量 用于获取键盘当前的值



4X4矩阵键盘模块的应用电路


尝试的仿真事件编程


作者: 雕爷学编程, 来源:面包板社区

链接: https://www.mianbaoban.cn/blog/uid-me-3894459.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

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文章评论 2条评论)

登录后参与讨论

雕爷学编程 2019-9-15 08:35

seashore.shi: 好东西~
   中秋节快乐

seashore.shi 2019-9-12 14:55

好东西~
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