从单片机基础到程序框架（全集 2019pdf版） - 第459页
上拉 电阻拉 高的 H（ 高电平 ）才 行， 比如刚 好本 教程所 用的 51 单 片机内 部 IO 口 输出的 H（高 电平） 是依 靠 内部的上拉 电阻产生，如果是其它“非上拉电阻产生 的高电平”与 “低电 平”短接就有 “短路 烧坏芯片”的 风险， 这时 就需要额外增 加 “ 三极管开漏 式输出” 电路 或者外挂“开漏式输出 集成芯片”电路。 继续回到正 题，为什么 列输出每切换 一次就能识别 到 3 个按键的状 态？举个例子 ，…
第九十九节： “行列扫描式”矩阵按键的单个触发（原始版）。
【99.1 “行列扫描式”矩阵按键。】
上图 99.1.1 有源蜂鸣器电路
上图 99.1.2 3*3 矩阵按键的电路
上图是 3*3 的矩阵按键电路，其它 4*4 或者 8*8 的矩阵电路原理是一样的，编程思路也是一样的。相对
独立按键，矩阵按键因为采用动态行列扫描的方式，能更加节省 IO 口，比如 3*3 的 3 行 3 列，1 行占用 1
根 IO 口，1 列占用 1 根 IO 口，因此 3*3 矩阵按键占用 6 个 IO 口（3+3=6），但是能识别 9 个按键（3*3=9）。
同理，8*8 矩阵按键占用 16 个 IO 口（8+8=16），但是能识别 64 个按键（8*8=64）。
矩阵按键的编程原理。如上图 3*3 矩阵按键的电路，行 IO 口（P2.2，P2.1，P2.0）定为输入，列 IO 口
（P2.5，P2.4，P2.3）定为输出。同一时刻，列输出的 3 个 IO 口只能有 1 根是输出 L（低电平），其它 2 根
必须全是 H（高电平），然后依次轮番切换输出状态，列输出每切换一次，就分别读取一次行输入的 3 个 IO
口，这样一次就能识别到 3 个按键的状态，如果列连续切换 3 次就可以读取全部 9 个按键的状态。列的 3 种
输出状态分别是：（P2.5 为 L，P2.4 为 H，P2.3 为 H）,（P2.5 为 H，P2.4 为 L，P2.3 为 H）,（P2.5 为 H，
P2.4 为 H，P2.3 为 L）。为什么列输出每切换一次就能识别到 3 个按键的状态？因为，首先要明白一个前提，
在没有任何按键“被按下”的时候，行输入的 3 个 IO 口因为内部上拉电阻的作用，默认状态都是 H 电平。
并且，H 与 H 相互短接输出为 H，H 与 L 相互短接输出 L，也就是，L（低电平）的优先级最大，任何 H（高电
平）碰到 L（低电平）输出的结果都是 L（低电平）。L（低电平）就像数学乘法运算里的数字 0，任何数跟 0
相乘必然等于 0。多说一句，这个“L 最高优先级”法则是有前提的，就是 H（高电平）的产生必须是纯粹靠
上拉电阻拉高的 H（高电平）才行，比如刚好本教程所用的 51 单片机内部 IO 口输出的 H（高电平）是依靠
内部的上拉电阻产生，如果是其它“非上拉电阻产生的高电平”与“低电平”短接就有“短路烧坏芯片”的
风险，这时就需要额外增加“三极管开漏式输出”电路或者外挂“开漏式输出集成芯片”电路。继续回到正
题，为什么列输出每切换一次就能识别到 3 个按键的状态？举个例子，比如当列输出状态处于（P2.5 为 L，
P2.4 为 H，P2.3 为 H）下，我们读取行输入的 P2.2 口，行输入的 P2.2 与列输出 P2.5，P2.4，P2.3 的“交
叉处”有 3 个按键 S1，S2，S3，此时，如果 P2.2 口是 L（低电平），那么必然是 S1“被按下”，因为想让 P2.2
口是 L，只有 S1 有这个能力，而如果 S1 没有“被按下”，另外两个 S2，S3 即使“被按下”，P2.2 口也是 H
而绝对不会为 L，因为 S2，S3 的列输出 P2.4 为 H，P2.3 为 H，H 与 H 相互短接输出的结果必然为 H。
本节例程实现的功能：9 个矩阵按键，每按下 1 个按键都触发一次蜂鸣器鸣叫。
#include "REG52.H"
#define KEY_VOICE_TIME 50
#define KEY_SHORT_TIME 20 //按键去抖动的“滤波”时间
void T0_time();
void SystemInitial(void) ;
void Delay(unsigned long u32DelayTime) ;
void PeripheralInitial(void) ;
void BeepOpen(void);
void BeepClose(void);
void VoiceScan(void);
void KeyScan(void);
void KeyTask(void);
sbit P3_4=P3^4; //蜂鸣器
sbit ROW_INPUT1=P2^2; //第 1 行输入口。
sbit ROW_INPUT2=P2^1; //第 2 行输入口。
sbit ROW_INPUT3=P2^0; //第 3 行输入口。
sbit COLUMN_OUTPUT1=P2^5; //第 1 列输出口。
sbit COLUMN_OUTPUT2=P2^4; //第 2 列输出口。
sbit COLUMN_OUTPUT3=P2^3; //第 3 列输出口。
volatile unsigned char vGu8BeepTimerFlag=0;
volatile unsigned int vGu16BeepTimerCnt=0;
volatile unsigned char vGu8KeySec=0; //按键的触发序号
void main()
{
SystemInitial();
Delay(10000);
PeripheralInitial();
while(1)
{
KeyTask(); //按键的任务函数
}
}
/* 注释一：
* 矩阵按键扫描的详细过程：
* 先输出某 1 列低电平，其它 2 列输出高电平，延时等待 2ms 后（等此 3 列输出同步稳定），
* 再分别判断 3 行的输入 IO 口， 如果发现哪一行是低电平，就说明对应的某个按键被触发。
* 依次循环切换输出的 3 种状态，并且分别判断输入的 3 行，就可以检测完 9 个按键。矩阵按键的
* 去抖动处理方法跟我前面讲的独立按键去抖动方法是一样的，不再重复多讲。
*/
void KeyScan(void) //此函数放在定时中断里每 1ms 扫描一次
{
static unsigned char Su8KeyLock=0;
static unsigned int Su16KeyCnt=0;
static unsigned char Su8KeyStep=1;
switch(Su8KeyStep)
{
case 1: //按键扫描输出第一列低电平
COLUMN_OUTPUT1=0;
COLUMN_OUTPUT2=1;
COLUMN_OUTPUT3=1;
Su16KeyCnt=0; //延时计数器清零
Su8KeyStep++; //切换到下一个运行步骤
break;
case 2: //延时等待 2ms 后（等此 3 列输出同步稳定）。不是按键的去抖动延时。
Su16KeyCnt++;
if(Su16KeyCnt>=2)
{
Su16KeyCnt=0;
Su8KeyStep++; //切换到下一个运行步骤
}
break;