鍵盤一般由若干個按鍵組合成開關(guān)矩陣，按照其接線方式的不同可分為兩種，一種是獨立式接法，一種是矩陣式接法。

獨立式按鍵結(jié)構(gòu)

獨立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。由于每個鍵都單獨占用一根線，所以每根I/O口線上按鍵的工作狀態(tài)不會影響其他I/O口線的工作狀態(tài)。獨立式按鍵可直接由單片機的I/O口接入，也可由擴展I/O口接入。系統(tǒng)中若按鍵數(shù)量較少，而I/O線較多，可采用獨立式連接方式，硬件、軟件均簡單，容易實現(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用于單片機系統(tǒng)中。獨立式鍵盤是由若干個機械觸點開關(guān)構(gòu)成的，將其與單片機的I/O口線連起來，通過讀I/O口的電平狀態(tài)即可識別出相應(yīng)的按鍵是否被按下。如圖8-1所示為獨立式按鍵的電路圖。

圖8-1　獨立式按鍵的電路圖

如果按鍵不被按下，其端口就為高電平，如果相應(yīng)的按鍵被按下，則端口變?yōu)榈碗娖?，在這種鍵盤的連接方法中，通常采用下拉電平接法，即各按鍵開關(guān)一端接低電平，另一端接單片機I/O口線，這是為了保證在按鍵斷開時，各I/O口線有確定的高電平。通常用來做鍵盤的按鍵有觸點式和非觸點式兩種，單片機中應(yīng)用的一般是由機械觸點構(gòu)成的觸點式微動開關(guān)，這種開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠的優(yōu)點，但當(dāng)按下按鍵或釋放按鍵時有一個特點，就是會產(chǎn)生抖動，這種抖動人是感覺不到的，但單片機完全可以感應(yīng)到，因為單片機處理的速度是在微秒級的，而機械抖動的時間至少是毫秒級，對單片機而言這是一個很漫長的過程。

矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)

所謂矩陣式鍵盤，即當(dāng)鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口線的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖8-2所示，在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵連接，這樣做的好處是一個并行口可以構(gòu)成4×4=16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍的按鍵，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，例如，再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一個鍵（9鍵），由此可見，在需要的按鍵數(shù)量比較多時，采用矩陣法連接鍵盤是非常合理的。

圖8-2　矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)

矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤比獨立式鍵盤復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，圖8-2中列線通過電阻接電源，并將行線所接的單片機4個I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入端。這樣，當(dāng)按鍵沒有被按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下，行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下，具體的識別及編程方法如下所述。

確定矩陣式鍵盤上任何一個鍵被按下通常采用行掃描法或者行反轉(zhuǎn)法，行掃描法又稱為逐行或列掃描查詢法，是一種最常用的多按鍵識別方法，行反轉(zhuǎn)法不是經(jīng)常使用，但是在某些特殊場合下也比較適合，在這里僅以行掃描法為例介紹矩陣式鍵盤的工作原理，行反轉(zhuǎn)法不作詳細(xì)介紹，感興趣的讀者請自行查閱相關(guān)資料。行掃描法的具體任務(wù)如下：

（1）判斷鍵盤中有無鍵按下

如圖8-2所示，將全部行線X0～X3置低電平，然后檢測列線Y0～Y3的狀態(tài)，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，則表示鍵盤中無鍵按下。

（2）判斷閉合鍵所在的位置

在確認(rèn)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），當(dāng)確定某根行線為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)，若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。
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