扫描矩阵键盘的三种方法：行列扫描法，反转法，状态机法

电路

本帖最后由默默地努力于 2013-11-26 15:08 编辑

实现矩阵键盘扫描的三种方法（代码见附件）：
1.行列扫描法
2.反转法
3.状态机法（结合定时器中断）
第一种和第二种方法的本质都是进行循环查询，大量占用MCU的时间，效率比较低。初学者一般会学这两种
第三种方法属于状态机方法，它是结合定时器中断的，相比于前两种采用延时函数的方法，大大提高了MCU的效率。
我们设计矩阵键盘的扫描函数时，要保证：既要及时的判断按键是否被按下，又要让MCU有时间去做其他的事。
代码所对应的硬件电路：

51start单片机开发板V3.0.pdf (805.5 KB, 下载次数: 506 )

矩阵键盘（行列扫描法）.zip (33.98 KB, 下载次数: 906 )

矩阵键盘反转法.zip (55.58 KB, 下载次数: 800 )

矩阵键盘状态机法.zip (40.12 KB, 下载次数: 1200 )

状态机方法中还有一个小问题没解决，在程序里面写着，希望有关人士可以帮忙解决掉

默默地努力 · 2013-12-1 01:09:09

szzyq 发表于 2013-11-30 12:46
上电后还没按下按键时Keyscan()返回0，所以显示0，你应该在case key_state0:里当没键按下时让它返回16，这 ...

你说的这个我试过，但是改了之后，刚开始是正常了，但是之后，按键按下去之后不正常了

lionelMESSI · 2014-1-1 10:14:49

谢谢楼主，我看看这些程序先

浙江东安电器有 · 2014-1-2 09:55:59

定，好好学习一下

陆丰麒 · 2014-1-2 10:11:14

非常好，之前只会使用扫描法

zhang168shen · 2014-1-2 13:23:50

谢谢分享！！！！！！！！！！！！！

Martin~T · 2014-1-2 14:55:18

这个最近在搞矩阵键盘，很有用。

季鹏 · 2014-1-4 23:39:30

来看看先，各种各样的

hanshiwangzi · 2014-1-8 08:48:37

谢谢分享。。。。。

桂山 · 2014-1-8 11:32:42

不错了，我正要学习

星无泪 · 2014-1-8 12:41:48

{:13:}

XDFBJ · 2014-1-14 17:48:33

谢谢楼主，很有帮助

肖亚平 · 2014-1-16 22:05:18

谢谢楼主的资料，非常有用

moment0769 · 2014-2-25 13:50:37

不错哦哦哦哦哦

゛_小青年 · 2014-2-25 17:23:34

这个可以学习学习

Hugo801122 · 2014-3-8 18:37:01

谢谢楼主的资料，非常有用

柠檬。 · 2014-3-11 15:07:54

学习下了

{:1:}{:1:}

李龙 · 2014-4-6 08:15:22

学习学习。。。。

crazydarkhorse · 2014-4-6 09:36:12

找了好久了，谢谢

Simplue · 2014-5-2 12:01:44

本帖最后由 Simplue 于 2014-5-2 12:09 编辑

默默地努力发表于 2013-12-1 01:09
你说的这个我试过，但是改了之后，刚开始是正常了，但是之后，按键按下去之后不正常了
...

首先非常感谢楼主分享的这个资料，的确解决了我一个燃眉之急。然后要说一下分享的这几个方法其中包含的一些问题。（先说明一点，我只看了 “反转法” 和 “状态机” 法。）

“反转法” 里面的松手检测使用了 " while(...) " 这种方式（本人从前也是运用这种方式，所以现在就遇到问题了。所以在此建议大家在了解了基本的按键检测方法后，要及时的学习更加高级和完善的方法，不要满足现状。），这种松手检测只能运用在极少数情况下才能使用，因为等待释放的过程中 “CPU” 一直在 “等待”释放，导致其余的任务都不被执行。假设一个系统中有动态数码管显示（不考虑定时中断。这里说一点题外话，其实我们应该尽可能减少对外设的依赖。这样做，一来能够提高自己的编程能力；二来能提高系统稳定性，特别是中断，开多了是件很 “危险” 的事情。），则数码管会熄灭，又或者其他实时性较高任务无法被执行。所以这里提供的 “反转法” 我认为只能提供一种思路，不大可能应用到实际中。

接着说一下 “状态机法”（与其说是 “状态机法” 倒不如说是“ 状态机 + 线反转法”

）。第一个问题我认为倒不是楼主所说的 “上电数码管就亮” ，而是 “松手检测” 没有起作用。其实也只差一步，那就是判断。源码中不论经过任何 “状态” 都会 “return” 最新的值，那么按下了就会被立即 “return” 。所以在 “return” 前加一个 “释放” 判断： “ if(key_state==key_state0) ” 便可。问题解决了么？还真没有，我们会在编译时（在 keil 环境下）获得一条警告 “warning C291: not every exit path returns a value（大意是：某些情况下没有返回值）” ，选择 “无视” ，然后烧写，运行（我开始也是这么做的）。好了，的确有了松手检测，但是又出现 “反转法” 中出现的情况——数码管全灭。虽然无法判断是 “卡死” ，还是 “return” 了个未知数，但可以确定的是，这显然也是不符合我们的需要的。我们再回到当初的判断那里，总结前面的问题，任何情况下我们都要 “return” 。静下心来分析发现，只有两种情况：一是没有释放，那么就要“return” 上一次按键的值；二是已经释放，则“return”这一次的值。于是我们就再引入一个变量  “last_key_value” ，用来存放 “上一次” 的按键值（这里我们要清楚，“上一次” 是一个相对的情况，因为 “这一次” 的按键值立刻就会变成 “上一次”）。添加的代码如下:
/***************CHANGE--START******************************/
if(key_state==key_state0) {
last_key_value=key_value;
   return key_value;
}
else return last_key_value;
/***************CHANGE--END******************************/

说了一堆 “废话” 终于把第一个问题解决了，接下来解决楼主所说的那个问题。其实这是一个识别的问题，也就是说要 “ 如何识别是首次上电呢？ ”。
这里我们在 “ main.c ” 文件中引入一个标志位“  bit power_on=1；                                        /* 标志位为 1 表示上电后未按下任何按键的状态 */ ”
并在 “main” 函数中加入
“  if (power_on==0) Display(readkey);          /* 上电后有按键被按下，才显示对应数据*/             ”
到这里，我们又引入了另一个问题， “ power_on ” 需要在哪里被 “清零” ，你也许会说，很简单啊，在 “ if(key_state==key_state0) {...} ” 清零啊。我们把  “ power_on = 0 ； /*  注意要声明  extern bit power_on; */  ”  直接加入其中，然后编译、烧写、运行。接着发现，咦！怎么还亮。然后，凭借我的直觉又把它放到了 “ else ” ，再来一遍，然后你发现直觉真管用，不亮了。赶紧按一个键试试，显示没错，不过你会突然发现好像下去的时候显示的是 “ 0 ”  松手以后，才显示对应的数字。复位再来一遍，真的是这样，怎么办？认真分析代码发现（这里就不废话了，留给各位“ 废 ”好了），你会发现，的确应该在 “ if(key_state==key_state0) {...} ” 中清零（第一感觉真的很准）。不过还要添加一个 “标志位” 可以是 “释放标志位” 也可以是 “按下标志位”，为什么？就留给各位来想了。这里选择 “释放标志位”。修改的代码如下：
/***************CHANGE--START******************************/
case key_state2:{                                                       //状态2，判断是否被释放
if(key_temp==no_key){                                     //释放，转回到状态0
      key_state=key_state0;
      shifang=1;
}
}break;

......
if(key_state==key_state0) {
last_key_value=key_value;
if(bit_release) power_on=0;    /* bit_release 也就是释放标志位 */
return key_value;
}
/***************CHANGE--END******************************/
完成以后，编译、烧写、运行，OK！
最后还要感谢楼主分享的这份代码，收益匪浅