STM32F103 实现 4x4 矩阵键盘的扫描（行列扫描法）

STM32F103 实现 4x4 矩阵键盘的扫描（行列扫描法）

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_72123696/article/details/136783421

本文将详细介绍如何使用STM32F103微控制器实现4x4矩阵键盘的扫描功能。通过行列扫描法，可以有效地检测键盘上的按键输入。文章包含了详细的硬件接线图、源代码以及主函数的调用示例，适合对嵌入式开发感兴趣的读者学习参考。

实物图

硬件接线图

实现原理

遍历矩阵的每一行，开始时将当前遍历的行设置为低电平，再扫描每一列并判断找出为低电平的列号，符合要求时记录行号和列号。结束当前行时再将当前行设置为高电平。

源代码

matrix_key.h

#ifndef __MATRIX_KEY__
#define __MATRIX_KEY__

#include <stm32f10x.h>

#define ROW_PINS (GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7) // 定义行引脚为GPIOA的4、5、6、7
#define COL_PINS (GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3) // 定义列引脚为GPIOA的0、1、2、3

// 第1行
#define MATRIX_KEY_S1  0x18 // 0001 1000
#define MATRIX_KEY_S2  0x14 // 0001 0100
#define MATRIX_KEY_S3  0x12 // 0001 0010
#define MATRIX_KEY_S4  0x11 // 0001 0001
// 第2行
#define MATRIX_KEY_S5  0x28 // 0010 1000
#define MATRIX_KEY_S6  0x24 // 0010 0100
#define MATRIX_KEY_S7  0x22 // 0010 0010
#define MATRIX_KEY_S8  0x21 // 0010 0001
// 第3行
#define MATRIX_KEY_S9  0x48 // 0100 0100
#define MATRIX_KEY_S10 0x44 // 0100 0100
#define MATRIX_KEY_S11 0x42 // 0100 0010
#define MATRIX_KEY_S12 0x41 // 0100 0001
// 第4行
#define MATRIX_KEY_S13 0x88 // 1000 1000
#define MATRIX_KEY_S14 0x84 // 1000 0100
#define MATRIX_KEY_S15 0x82 // 1000 0010
#define MATRIX_KEY_S16 0x81 // 1000 0001

void Init_Matrix_Key(void);

void Scan_Matrix_Key(void (*Call_Back)(uint8_t));

#endif

matrix_key.c

#include <stm32f10x.h>
#include <Delay.h>
#include <matrix_key.h>

void Init_Matrix_Key(void) {
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA时钟

  // 设置行引脚为推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ROW_PINS;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  // 设置列引脚为上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = COL_PINS;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

void Scan_Matrix_Key(void (*Call_Back)(uint8_t)) {
  uint8_t row, col;
  uint8_t keyDetected = 0;

  for (row = 0; row < 4; row++) {                                  // 遍历行
    GPIO_ResetBits(GPIOA, 1 << (row + 4)); 						   // 将当前行置为低电平，注意这里使用1 << (row + 4)来选中行
    Delay_us(10);                                                  // 短暂延时以稳定电平

    for (col = 0; col < 4; col++) {                                // 遍历列
      if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, 1 << col) == Bit_RESET) {   // 判断该列是否为低电平
        Delay_ms(100);                                             // 延时去抖动
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, 1 << col) == Bit_RESET) { // 再次检查，确认按键被按下
          keyDetected = (1 << col) | (1 << (row + 4));             // 记录按键位置
          Call_Back(keyDetected);
          break;                                                   // 跳出列循环，因为同一时间只能有一个按键被按下
        }
        while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, 1 << col) == Bit_RESET);// 等待弹起
      }
    }
    GPIO_SetBits(GPIOA, 1 << (row + 4));                           // 恢复该行至高电平
    if (keyDetected) {
      break;                                                       // 如果检测到按键，跳出行循环
    }
  }
}

main.c

void Matrix_Key_Callback(uint8_t key) {
  switch(key) {
    case MATRIX_KEY_S1:
      // TODO
      break;
  }
}

int main(void) {
  Init_Matrix_Key(); // 初始化
  while (1) {
    Scan_Matrix_Key(Matrix_Key_Callback);
  }
}

你可以在串口中输出按键的号码，以便进行调试和验证。