PIC單片機人機接口4×4行列式鍵盤的工作原理

①逐行(或列)掃描查詢法。

確定矩陣式鍵盤上哪個鍵被按下時運用掃描法，又稱為逐行(或列)掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，過程如下。

· 判斷鍵盤中有無鍵按下，將全部行線Y0～Y3置低電平，然后檢測列線的狀態。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。

· 判斷閉合鍵所在的位置，在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其他線為高電平，在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態，若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鈕就是閉合的按鍵。

②反轉法。

掃描法要逐列(行)掃描查詢，當按下的鍵在最后行(列)，要經過多次掃描才能獲得鍵值/鍵號。而反轉法只要經過兩個步驟就可獲得鍵值，原理如圖2所示。

圖中硬件采用中斷方式工作，用一個8位I/O口構成4×4鍵盤。假定圖中虛線為所按下的鍵，其反轉法的步驟如下。

· 將D3～D0設為列輸入線，D7～D4設為行輸出線，并使I/O輸出信號D7～D4為0000。若有鍵按下，與門的輸出端變為低電平，向CPU申請中斷，表示鍵盤中有鍵按下。與此同時，D3～D0的數據輸入到內存中的某一單元中，其中0位對應的是被按下鍵的列位置。

· 將第一步中的傳送方向反轉過來，即將D7～D4設為輸入線，D3～D0設為輸出線。使I/O口輸出數據為N單元中的數(即D3～D0為按下鍵的列位置)，然后讀入I/O口數據，并送入內存N+1單元中存放，該數據的D7～D4位中0電平對應的位是按下鍵的行位置。最后，將N單元中的D3～D0與N+1單元中的D7～D4拼接起來就是按下鍵的鍵值。

單片機應用系統中，任何I/O口或擴展I/O口均可構成行列式鍵盤。典型的鍵盤接口有通用I/O擴展口、串行LO擴展口和專用鍵盤芯片構成的行列式鍵盤。由于帶有行列式鍵盤的應用系統中通常都有顯示器，為節省I/O口線，往往把顯示器電路與行列式鍵盤做在一個接口電路中。