51单片机矩阵键盘原理

51单片机矩阵键盘原理
51单片机矩阵键盘原理
矩阵键盘是一种常用的输入设备，可以通过少量的I/O口控制多个按键。

51单片机作为嵌入式系统中常用的控制器，也可以通过控制矩阵键盘来实现输入功能。

1. 矩阵键盘的结构
矩阵键盘由多个按键组成，每个按键都有一个引脚与其他按键共用，形成了一个按键矩阵。

例如，4x4的矩阵键盘有16个按键，其中每行和每列各有4个引脚。

2. 矩阵键盘的工作原理
当用户按下某一个按键时，该按键所在行和列之间会形成一个电路通路。

这时，51单片机可以通过扫描所有行和列的电路状态来检测到用户所按下的具体按键。

具体实现过程如下：
（1）将每一行引脚设置为输出状态，并将其输出高电平；
（2）将每一列引脚设置为输入状态，并开启上拉电阻；
（3）逐一扫描每一行引脚，当发现某一行被拉低时，则表示该行对应的某一个按键被按下；
（4）记录下该行号，并将该行引脚设置为输入状态，其余行引脚设置为输出状态；
（5）逐一扫描每一列引脚，当发现某一列被拉低时，则表示该列对应的是刚才所记录下的行号及其对应的按键；
（6）通过行号和列号确定具体按键，并进行相应的处理。

3. 代码实现
下面是一个简单的51单片机矩阵键盘扫描程序：
```c
#include <reg52.h> //头文件
sbit row1 = P1^0; //定义引脚
sbit row2 = P1^1;
sbit row3 = P1^2;
sbit row4 = P1^3;
sbit col1 = P1^4;
sbit col2 = P1^5;
sbit col3 = P1^6;
sbit col4 = P1^7;
unsigned char keyscan(void) //函数定义
{
unsigned char keyvalue; //定义变量
while(1) //循环扫描
{
row1=0;row2=row3=row4=1; //设置行状态 if(col1==0){keyvalue='7';break;} //读取按键值 if(col2==0){keyvalue='8';break;}
if(col3==0){keyvalue='9';break;}
if(col4==0){keyvalue='/';break;}
row2=0;row1=row3=row4=1;
if(col1==0){keyvalue='4';break;}
if(col2==0){keyvalue='5';break;}
if(col3==0){keyvalue='6';break;} if(col4==0){keyvalue='*';break;}
row3=0;row1=row2=row4=1; if(col1==0){keyvalue='1';break;} if(col2==0){keyvalue='2';break;} if(col3==0){keyvalue='3';break;} if(col4==0){keyvalue='-';break;}
row4=0;row1=row2=row3=1; if(col1==0){keyvalue='C';break;} if(col2==0){keyvalue='0';break;} if(col3==0){keyvalue='=';break;} if(col4==0){keyvalue='+';break;}
}
return keyvalue; //返回按键值
}
void main() //主函数
{
unsigned char key;
while(1) //循环读取
{
key = keyscan(); //调用函数
}
}
```
以上代码实现了一个简单的矩阵键盘扫描程序，可以通过调用
`keyscan()`函数来获取用户所按下的具体按键值。

在实际应用中，我们可以根据具体需求进行相应的修改和扩展。

总之，51单片机矩阵键盘的原理是通过扫描行和列引脚状态来检测用户所按下的具体按键，并进行相应的处理。

这种方式可以有效地减少I/O口的使用量，提高系统的灵活性和可扩展性。