【E電路】4×4矩陣式鍵盤電路的改進

　　51單片機系統(tǒng)中，經(jīng)常使用4×4鍵盤，一般情況下，都是使用一個8位的接口，外接16個按鍵。

　　下圖就是一個常規(guī)的4×4鍵盤電路圖。

　　這種常規(guī)的矩陣鍵盤電路，相信大家都司空見慣了，好多人都會編寫它的驅(qū)動程序。

　　圖中使用了P0口的8個引腳(P0.0~P0.7)，分別驅(qū)動鍵盤的行和列。按鍵的編號，在圖中分別標注了0~F。

　　檢測按鍵的一般的思路是在四個列線，分別輸出一個低電平，然后輸入行線，逐行檢測是否存在低電平。

　　如果在某行有低電平出現(xiàn)，就說明該行、列的交叉點上的按鍵，被按下了。

　　其實，這些行、列引線，是“分時”工作的，當在某一列輸出低電平的時候，其它的列，輸出的就是高電平。

　　如果利用這些輸出高電平的列，進行輸入，那么就可以極大的節(jié)省IO接口的引線數(shù)量。

　　基于這個道理，在上圖中，下面的四個列驅(qū)動引線(P0.4~P0.7)，就完全可以省去，只是使用行驅(qū)動的引腳(P0.0~P0.3)來分時輸出低電平即可。

　　電路見下圖。

　　為了對引腳之間進行隔離，圖中加上了四個二極管，確保只有在引腳輸出低電平的時候，方可把鍵盤中相應(yīng)的列置為0。

　　針對這個電路，對按鍵的檢測方法，和常規(guī)的4×4鍵盤檢測思路是相同的，例如：

　　當在P0.0輸出低電平，即最左邊的列為0，這時檢測P0.1、P0.2及P0.3是否為0，可以判斷最左邊的三個按鍵是否按下;

　　當在P0.1輸出低電平，即左邊第二列為0，這時檢測P0.0、P0.2及P0.3是否為0，可以判斷左邊第二列的三個按鍵是否按下;

　　…………;

　　這個檢測按鍵是否按下的思路非常簡單，會編寫常規(guī)4×4鍵盤驅(qū)動程序的網(wǎng)友，肯定都會編寫出來這種電路的驅(qū)動程序。

　　因為行和列使用了相同的IO引線，實際上，連接在同一個引線的行、列交叉點處的按鍵，就已經(jīng)失效了，那么就把把原來的按鍵，移動出來，把二極管畫在交叉點，電路如下所示。

　　再把移出來四個按鍵連接在IO引線，另一端直接接地;把其它按鍵的編號，再整理一下，就成了下圖電路。

　　這個電路比常規(guī)的4×4鍵盤電路僅僅多用了四個二極管，但是卻節(jié)省了四條IO接口引線，這個意義是十分巨大的。

　　按照這個電路的設(shè)計思路，使用 n 條IO接口引線，就可以驅(qū)動 n×n 個按鍵。

　　那么用5個IO引腳，就可以驅(qū)動5×5的鍵盤，這就足以滿足各種應(yīng)用了。

　　網(wǎng)上也有一些其它類型的節(jié)省接口的鍵盤電路，但是都有不足，不是電路過于復(fù)雜，就是驅(qū)動的按鍵個數(shù)較少，遠遠不及本電路簡單實用。

　　這是個完美的精簡接口的4×4鍵盤電路，不僅可以用在51單片機系統(tǒng)，在使用其它MCU組建的電路中同樣適用。

　　針對這個電路，已經(jīng)用匯編語言和C語言編寫出了驅(qū)動程序，因為匯編語言可以使用“位操作”指令，所以程序的比較簡單;C語言的程序，就顯得累贅一些。