PIC單片機(jī)人機(jī)接口4×4行列式鍵盤的工作原理

①逐行(或列)掃描查詢法。

確定矩陣式鍵盤上哪個(gè)鍵被按下時(shí)運(yùn)用掃描法，又稱為逐行(或列)掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，過程如下。

· 判斷鍵盤中有無(wú)鍵按下，將全部行線Y0～Y3置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無(wú)鍵按下。

· 判斷閉合鍵所在的位置，在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其他線為高電平，在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)，若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鈕就是閉合的按鍵。

②反轉(zhuǎn)法。

掃描法要逐列(行)掃描查詢，當(dāng)按下的鍵在最后行(列)，要經(jīng)過多次掃描才能獲得鍵值/鍵號(hào)。而反轉(zhuǎn)法只要經(jīng)過兩個(gè)步驟就可獲得鍵值，原理如圖2所示。

圖中硬件采用中斷方式工作，用一個(gè)8位I/O口構(gòu)成4×4鍵盤。假定圖中虛線為所按下的鍵，其反轉(zhuǎn)法的步驟如下。

· 將D3～D0設(shè)為列輸入線，D7～D4設(shè)為行輸出線，并使I/O輸出信號(hào)D7～D4為0000。若有鍵按下，與門的輸出端變?yōu)榈碗娖?，向CPU申請(qǐng)中斷，表示鍵盤中有鍵按下。與此同時(shí)，D3～D0的數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存中的某一單元中，其中0位對(duì)應(yīng)的是被按下鍵的列位置。

· 將第一步中的傳送方向反轉(zhuǎn)過來(lái)，即將D7～D4設(shè)為輸入線，D3～D0設(shè)為輸出線。使I/O口輸出數(shù)據(jù)為N單元中的數(shù)(即D3～D0為按下鍵的列位置)，然后讀入I/O口數(shù)據(jù)，并送入內(nèi)存N+1單元中存放，該數(shù)據(jù)的D7～D4位中0電平對(duì)應(yīng)的位是按下鍵的行位置。最后，將N單元中的D3～D0與N+1單元中的D7～D4拼接起來(lái)就是按下鍵的鍵值。

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，任何I/O口或擴(kuò)展I/O口均可構(gòu)成行列式鍵盤。典型的鍵盤接口有通用I/O擴(kuò)展口、串行LO擴(kuò)展口和專用鍵盤芯片構(gòu)成的行列式鍵盤。由于帶有行列式鍵盤的應(yīng)用系統(tǒng)中通常都有顯示器，為節(jié)省I/O口線，往往把顯示器電路與行列式鍵盤做在一個(gè)接口電路中。