基于PIC单片机的4×4行列式键盘系统设计方案解析
在本文中，小编将对pic单片机的4×4行列式键盘的工作原理加以介绍，以帮助大家增进对pic单片机键盘系统的了解，方便后期编程使用。
（1）单片机系统键盘原理
行列式键盘的接法比独立式键盘的接法复杂，编程实现上也会比较复杂。但是，在占用相同的i/o端口的情况下，行列式键盘的接法会比独立式接法允许的按键数量多，其原理图如图1所示。
图1 4×4行列式键盘的原理图
实际的工程中，可能会使用pic16c5x这种通用的可编程的键盘、显示接口器件，使用pic16c5x单片器件就能够完成键盘输入和显示控制两种功能。
行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。
在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达16位的字符或数字。
键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的，其方法是将列线的所有i/o线均置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器a中，如果有键按下，总会有一根行线被拉至低电平，从而使行输入不全为1。
键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列，如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与0电平线相交的交点上的那个键。
（2）单片机键盘扫描法
pic单片机4×4行列式键盘的工作原理解析
扫描法是在判定有键按下后逐列果行（或列）的状态出现非全1状态，如果（或列）的状态出现非全1状态，这时0状态的行、列交点的键就是所按下的键。
扫描法的特点是逐行（或逐列）扫描查询，这时相应行（或列）应有上拉电阻接高电平。行列式键盘扫描程序就是采用扫描法来确定哪个键按下的，图1中行线上拉电阻接+5v，列线逐列扫描。
①逐行（或列）扫描查询法。
确定矩阵式键盘上哪个键被按下时运用扫描法，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，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，其他线为高电平，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钮就是闭合的按键。
②反转法。
扫描法要逐列（行）扫描查询，当按下的键在最后行（列），要经过多次扫描才能获得键值/键号。而反转法只要经过两个步骤就可获得键值。
硬件采用中断方式工作，用一个8位i/o口构成4×4键盘。假定图中虚线为所按下的键，其反转法的步骤如下。
· 将d3～d0设为列输入线，d7～d4设为行输出线，并使i/o输出信号d7～d4为0000。若有键按下，与门的输出端变为低电平，向cpu申请中断，表示键盘中有键按下。与此同时，d3～d0的数据输入到内存中的某一单元中，其中0位对应的是被按下键的列位置。
· 将第一步中的传送方向反转过来，即将d7～d4设为输入线，d3～d0设为输出线。使i/o口输出数据为n单元中的数（即d3～d0为按下键的列位置），然后读入i/o口数据，并送入内存n+1单元中存放，该数据的d7～d4位中0电平对应的位是按下键的行位置。最后，将n单元中的d3～d0与n+1单元中的d7～d4拼接起来就是按下键的键值。
单片机应用系统中，任何i/o口或扩展i/o口均可构成行列式键盘。由于带有行列式键盘的应用系统中通常都有显示器，为节省i/o口线，往往把显示器电路与行列式键盘做在一个接口电路中。
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行列式键盘的接法比独立式键盘的接法复杂，编程实现上也会比较复杂。但是，在占用相同的i/o端口的情况下，行列式键盘的接法会比独立式接法允许的按键数量多，其原理图如图1所示。
图1 4×4行列式键盘的原理图
实际的工程中，可能会使用pic16c5x这种通用的可编程的键盘、显示接口器件，使用pic16c5x单片器件就能够完成键盘输入和显示控制两种功能。
行列式键盘的工作方式是先用列线发送扫描字，然后读取行线的状态，查看是否有按键按下。键盘部分提供一种扫描的工作方式，可以和具有64个按键的矩阵键盘相连接，能对键盘不断扫描、自动消抖、自动识别按下的键，并给出编码，能对双键或n个键同时按下的情况实行保护。
在显示部分，它可以为发光二极管、荧光管及其他显示器提供按扫描方式工作的显示接口，而且为显示器提供多路复用信号，可以显示多达16位的字符或数字。
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键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断，其方法是依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列，如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与0电平线相交的交点上的那个键。
（2）单片机键盘扫描法
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①逐行（或列）扫描查询法。
确定矩阵式键盘上哪个键被按下时运用扫描法，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，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，其他线为高电平，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钮就是闭合的按键。
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