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一、矩阵式键盘结构

在单片机控制系统中，需要的按键数量较多时，采用独立按键会占用大量的单片机I/O端口。通常采用矩阵式（又称为行列式）键盘，由行线（ROW）、列线（COL）及位于行列线交叉点上的按键等部分组成，其按键数等于矩阵行数和列数的乘积。如图5-3-2所示为一个4*4键盘，由16个按键组成。

图5-3-2　矩阵式键盘结构

二、矩阵式键盘的工作原理

在矩阵式键盘中，一根I/O端口线已经不能确定哪一个键被按下，键的两端均接到I/O端口线上，通过行线和列线共同确定按键状态的位置，判别方法有行（列）扫描法和线反转法两种。

1.行（列）扫描法

行（列）扫描法，又称逐行（列）扫描查询法，是一种常用的键识别方法。识别步骤如下：(https://www.daowen.com)

① 首先判断是否有键按下，将全部行线ROW0—ROW3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。

② 其次做按键消抖处理。

③ 最后做按键识别。

2.线反转法

线反转法比较简洁，先将4行全部置0（0xf0）；然后读列的状态，接着将列全部置0（0x0f），读行的状态，通过行|列状态就能确定整个行列的状态。步骤如下：

① 将行线作为输出线，将列线作为输入线。输出线全部置0，此时列线中呈低电平0的为按键所在的列，如果全部都不是0则没有键按下。

② 将第①步反过来，列线作为输出线，行线作为输入线。输出线全部置0，此时行线中呈低电平0的为按键所在的行。至此便确定按键的位置（x，y）。

有时为了保证一次按键只进行一次按键处理，可以判断按键是否释放，如果按键释放则开始执行操作。