扫描法是在判定有键按下后逐列果行(或列)的状态出现非全1状态,如果(或列)的状态出现非全1状态,这时0状态的行、列交点的键就是所按下的键。
扫描法的特点是逐行(或逐列)扫描查询,这时相应行(或列)应有上拉电阻接高电平。行列式键盘扫描程序就是采用扫描法来确定哪个键按下的,图1中行线上拉电阻接+5V,列线逐列扫描。
①逐行(或列)扫描查询法。
确定矩阵式键盘上哪个键被按下时运用扫描法,又称为逐行(或列)扫描查询法,是一种最常用的按键识别方法,过程如下。
· 判断键盘中有无键按下,将全部行线Y0~Y3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。
· 判断闭合键所在的位置,在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是:依次将行线置为低电平,即在置某根行线为低电平时,其他线为高电平,在确定某根行线位置为低电平后,再逐行检测各列线的电平状态,若某列为低,则该列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按键。
②反转法。
扫描法要逐列(行)扫描查询,当按下的键在最后行(列),要经过多次扫描才能获得键值/键号。而反转法只要经过两个步骤就可获得键值,原理如图2所示。
图2 线反转法原理
图中硬件采用中断方式工作,用一个8位I/O口构成4&TImes;4键盘。假定图中虚线为所按下的键,其反转法的步骤如下。
· 将D3~D0设为列输入线,D7~D4设为行输出线,并使I/O输出信号D7~D4为0000。若有键按下,与门的输出端变为低电平,向CPU申请中断,表示键盘中有键按下。与此同时,D3~D0的数据输入到内存中的某一单元中,其中0位对应的是被按下键的列位置。
· 将第一步中的传送方向反转过来,即将D7~D4设为输入线,D3~D0设为输出线。使I/O口输出数据为N单元中的数(即D3~D0为按下键的列位置),然后读入I/O口数据,并送入内存N+1单元中存放,该数据的D7~D4位中0电平对应的位是按下键的行位置。最后,将N单元中的D3~D0与N+1单元中的D7~D4拼接起来就是按下键的键值。
单片机应用系统中,任何I/O口或扩展I/O口均可构成行列式键盘。由于带有行列式键盘的应用系统中通常都有显示器,为节省I/O口线,往往把显示器电路与行列式键盘做在一个接口电路中。