3.4.3 按键与键盘矩阵的应用编程
1.应用电路
图3.21所示的为I/O口的基本输入/输出实验电路原理图，接口的安排是：P0口为输入口，输入开关的状态，也可将图3.19的按键电路替换图3.21的开关电路。P1和P2口是输出口，其中P1口控制6个数码管的哪一个点亮（位控），P2口控制数码管哪一段点亮。
如果将P0口改接矩阵键盘，则P0口高4位为输出口，控制键盘列线的扫描，P0口低4位为键盘行线状态的输入口，称为键输入口，P1和P2口不变。以下介绍键盘输入子程序的设计步骤，共分四步。
图3.21 I/O口的基本输入/输出实验电路原理图
如果将图3.19的按键电路替换图3.21的开关电路，则有以下步骤。
1）判定有无闭合键
扫描P0.4～P0.7，输出全为0，读P0.0～P0.3。若P0.0～P0.3全为1（键盘上行线为全高电平），则键盘上没有闭合键；若P0.0～P0.3不全为1，则有键处于闭合状态。
2）键盘去抖
判断出有键闭合后，延迟一段时间再判断键盘的状态，若仍有键闭合，则确认键盘有键按下，否则认为是键的抖动。
3）判断闭合键的键号
按照前面介绍的键扫描的方法，逐列输出低电平，再读入行值，由此判断所按的键号N=行首键号+列号。
4）键的一次闭合仅做一次处理
等待闭合键释放后再做处理。
2.应用内容
1）设计及要求
设计：用两步扫描判别法识别16个按键，并且将按键情况显示出来。
要求：将16个按键定义为0～9、+、-、×、÷、确认和取消。在此电路上实现可完成四则运算的计算器。
2）解析
键盘用于实现单片机应用系统中数据和控制命令的输入，键盘输入也是单片机应用系统中使用最广泛的一种输入方式。键盘输入的主要对象是各种按键或开关。这些按键或开关可以独立使用，也可以组合成键阵使用。
单片机中常用的按键式键盘可以分为两类：独立连接式和矩阵式。
独立连接式键盘是一种最简单的键盘，每个键独立接入一根数据输入线。
矩阵式键盘是指由若干个按键组成的开关矩阵。4行4列矩阵式键盘如图3.19所示。这种键盘适合采用动态扫描方式进行识别，即如果采用低电平扫描，则回送线必须被上拉为高电平；如果采用高电平扫描，则回送线必须被下拉为低电平。这种键盘的优点是使用较少的I/O端口线可以实现对较多键的控制。
键被按下时，与此键相连的行线电平将由与此键相连的列线电平决定，而列线电平在无键按下时处于高电平状态。如果让所有列线处于高电平，那么键按下与否不会引起行线电平的状态变化，始终是高电平。
3）参考程序
4×4矩阵键盘电路的键盘扫描程序流程图如图3.22所示。
图3.22 键盘扫描程序流程图
参考程序1如下。
参考程序2如下。
