基于ARM内核的S3C2410之矩阵键盘返回值三眼速判法

最新推荐文章于 2025-06-10 16:24:05 发布

Silver:)Lining

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分类专栏：嵌入式矩阵键盘

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/prometheus3073/article/details/105430805

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矩阵键盘

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本文介绍了一种在嵌入式系统中快速判断矩阵键盘按键返回值的方法，通过理解“&”、“|”及“<<”运算，实现对按键的快速准确识别。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

嵌入式硬件系统中通过简单的输入设备可以获取有用的信息，进行参数设置以及执行相关任务。
矩阵键盘是一种常用输入设备。

计算机三级嵌入式开发技术中，综合题常常出现填写矩阵键盘返回值的问题，所以就这让篇文章告诉你如何
即做得对，又做得快！

如果时间紧迫，可以不看原理分析，只看Summary即可
希望对你有所帮助！！！

一、矩阵键盘

关于矩阵键盘硬件上的知识，相信至少了解过51单片机的你已经有所熟悉了。

矩阵键盘就是采用行列矩阵形式构成键盘，利用行扫描法或反转法读取按键的特征值来决定按键的结果。
嵌入式考试用的是行扫描法。

接下来就来分析分析如何做得又对又快！

二、三眼速判法原理

其实，方法的关键就是对于“&”、“|”以及“<<”运算的理解
以第3套为例
空已填好，重点部分也已加粗处理

（1）题目

设计一个键盘，键盘接口设计成4×4的阵列（其按键排列如图下所示）。键盘接口电路中选用GPEO~ GPE3来输出键盘行扫描信号，选用GPE4~ GPE7来输入键盘列信号。软件设计时设计者自行设计了键盘扫描函数，请你补充完善之：
在这里插入图片描述

//*KEYOUTPUT是键盘扫描时的输出地址,KEYINPUT是键盘读入时的地址
#define KEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044)
#define KEYINPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044）
INT16U ScanKey()
{
    INT16U key=0xFFFF;
    INT16U i;
    INT8U temp=0xFF,output;
    //rGPECON是端口E的控制寄存器，其格式见后面附录
    rGPECON=((rGPECON & 0xFFFFFF00) | 0x00000055);//初始化GPE0~GPE3为输出
    rGPECON=rGPECON & 0xFFFF00FF;//初始化GPE4~GPE7为输入
    //下面判断键盘中是否有键按下
    for(i=1;((i<=8) && (i>0));i<<=1）
    {
        output |= 0xFF;
        output &= (~i);
        KEYOUTPUT = output;
        temp = KEYINPUT;
        if(temp & 0xF0) != 0xF0)//判断列信号是否为全“1"
        {
           key = (～i);
           key <<= 8;
           key |= ((temp & 0xF0) | 0x0F);//求得按键的返回值
           return (key);//函数返回按键对应的值
        }
     }
return 0xFFFF;
}

在这里插入图片描述
应用程序中可根据上面的键盘扫描函数的返回值，来判断是否有按键按下，并确定是哪个按键按下。
若返回值为：0xFDBF时，可知是键盘中的“6”键按下，若返回值为：0xFE7F时，可知是键盘中的“确认“键被按下。
若无键按下时，返回值应为：0xFFFF。

（2）方法分析

我们逐行来看

  #define KEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044)
  #define KEYINPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044）

这两行是宏定义，读取输出、输入值的地址，可以忽略

  INT16U key=0xFFFF;
  INT16U i;
  INT8U temp=0xFF,output;

这里要注意的是数据类型：key 和 i 为16位二进制数，temp 和 output 为8位二进制数
用十六进制表示分别是4位十六进制数和2位十六进制数

  rGPECON=((rGPECON & 0xFFFFFF00) | 0x00000055);//初始化GPE0~GPE3为输出
  rGPECON=rGPECON & 0xFFFF00FF;//初始化GPE4~GPE7为输入

这里填的空是 0x00000055和0xFFFF00FF
这是常规的寄存器控制，在寄存器的赋值过程中，“&”用来“清0”，若保持其他位不变则“& 0xF”
而“|”用来“置1”，若保持其他位不变则“| 0x0”

  for(i=1;((i<=8) && (i>0));i<<=1）
  {
     output |= 0xFF;
     output &= (~i);
     KEYOUTPUT = output;
     temp = KEYINPUT;

这里填的空是i<<=1，这就涉及到了行扫描法的具体原理
四个I/O引脚GPE0~ GPE3作为行扫描输出，GPE4~ GPE7作为输入检测，先判断GPE0~ GPE3的哪个引角为低电平，再结合输出信号的行号即可得出对应键值。因为题中用GPE0~ GPE3作为行扫描信号(即输出信号)，所以就要让这四个I/O口循环输出低电平。
这里给i赋值，每循环一次，i中的1就应该左移一位，依次是0001、0010、0100、1000，这样经过output |= 0xFF;（全置1）和 output &= (~i);（i取反）后，就可以保持GPE4~ GPE7不变，同时使GPE0~ GPE3依次为1110、1101、1011、0111，所以相应的循环条件就应该是"(i<=8)&(i>0)"。
那么现在，i的低两位就是GPE0~ GPE7的值“0x00Fn”（n是将按下键所在行置0，其他行为1对应的值，F为GPE4~ GPE7的值）
又因为output是8位，而i是16位，所以 output &= (~i);过程中，高两位被舍弃，只剩下“0xFn”。
至此，输出信号值判断完毕，将其传给 KEYOUTPUT，然后接受输入信号KEYINPUT，传给temp。接下来开始判断输入信号。

   if(temp & 0xF0) != 0xF0)//判断列信号是否为全“1"

这里填的空是0xF0
temp的值同样是8位，temp的低位(GPE0~ GPE3)因为“&0x0”可以忽略，所以关键就是看有没有按键按下。
若有按键按下，则GPE4~ GPE7必不为0，则高位就不会是“F”，temp的值也就不会是“0xF0”，就会执行if里的命令。
若没有按键按下，则继续等待，不会进入if的执行语句。

   {
      key = (～i);
      key <<= 8;

有按键按下后，key是16位的，key = (～i);这一命令得到的就是上文得到的输出信号的值。
经 key <<= 8;左移8位后，输出信号的值在key的高两位，低两位补0，此时key的值为“0xFn00”

  key |= ((temp & 0xF0) | 0x0F);//求得按键的返回值

注意，这里的temp经temp = KEYINPUT;是输入信号的值，temp的低位"&0x_0" 再 "|0x_F"后，必为F(先不看高位，用_代替)
而高位 “&0xF_” 再 "|0x0_“后，（低位用_代替）其值保持不变，仍是temp的高位的值，也就是GPE4~ GPE7的值，按下键的所在列置0，其余列为1(这是硬件电路决定的)。
将temp的值与key按位或 key |= ((temp & 0xF0) | 0x0F);因为temp是8位，key是16位，按位或后，保存下来的输入信号值就作为key的低两位保存了下来。其值为"0xFnmF”(n是行值，m是列值)

   return (key);//函数返回按键对应的值

若有按键按下，返回key的值，值为"0xFnmF"。

  return 0xFFFF;

如无按键按下，则返回0xFFFF。

（3）返回值答案

至此，按键返回值的答案已经出来了，套用通式"0xFnmF"(n是行值，m是列值)
若按下"6"：6在第二行(1101),第三列(1011)，则对应的n为D，m为B。返回值是0xFDBF；
若按下"确认"：确认在第一行(1110),第四列(0111)，则对应的n为E，m为7。返回值是0xFE7F。
若无键按下时，返回值应为：0xFFFF。

三、Summary

但是，这个通式不是所有题都适用的，因为题会变！！！
比如第9套的输入输出就反过来了。所以，来看看总结吧!（仅针对按键返回值）

之所以称之为三眼快速判断法，是因为只需要关注三个点：

1.输入信号、输出信号都是哪些引脚？

2.按下的键在第几行？填写至返回值高两位
output &= (~i);这一行是该步最该关注的代码，以判断F在第几位
高两位贮存的是作为输出信号的值，因为经过程序左移8后，必定在最高位，且取反后必有一位为F，另一位要看按下的键是在第几行，将所在行对应的位置0，其余为1，再将该值用十六进制表示。
但要看清题，若0-3为输出，则F在返回值的第三位；若4-7为输出，则F在返回值的第三位（以第3，9套题举例）。

3.按下的键在第几列？填写至返回值低两位
(temp & 0xF0) | 0x0F;这一行是该步最该关注的代码，以判断F在第几位
低两位贮存的是作为输入信号的值，因为最后一条语句就是对temp的操作，所以低两位必有一位为F，另一位要看按下的键是在第几列，将所在列对应的位置0，其余为1，再将该值写成十六进制形式。
同理，应注意，若4-7为输入，则最后一位为F，若0-3为输入，则第二位为F。

综上，按照以上三步就可以快速写出按键的返回值了！

除此以外，具体情况具体分析，做对题的关键还是要认真看题！！！

最后如有误解或什么不足之处，欢迎大家指正
如还有其他嵌入式相关问题也欢迎大家留言交流

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