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[其他ST产品] stm32以中断方式扫描矩阵键盘

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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
ST, STM, STM32, 中断方式, 矩阵
矩阵键盘
普通的按键，都是一个IO口控制一个按键，但是当按键数量变多时，单片机可能没有那么多的IO口来供给按键使用，这时候就需要用到矩阵键盘，比如45的矩阵键盘，用到了4+5共9根IO口线，可以控制45=20个按键。相应的，程序也要复杂些。

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98633655f698dc7077.png

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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:02 | 显示全部楼层
cubemx配置
X0到X3这4个IO口配置为低电平输出，无上拉，无下拉，即推挽方式，速度为中
Y0到Y4这5个IO口配置为EXTI外部中断模式，上拉，下降沿触发。
840655f69a0c7051.png
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:03 | 显示全部楼层
编程思路
1 X0~3配置为输出低电平
2 Y0~4配置为下降沿中断，但是芯片内部配置了上拉，所以无按键触发时不会进中断。
3 当有按键按下，比如X2Y4按下时，X2路的低电平会进入到Y4路，触发下降沿中断。
4 在Y4中断内，将Y4配置为低电平输出，而X0~3配置为上拉输入，记录下Y值为4
5 逐一检测X0~3的电平，哪一路为低，即对应的为X键值，本例X值为2
6 综合x=2, y=4, 即可知道是哪一个按键按下了。
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:04 | 显示全部楼层
代码编写
定义一个结构体，有按键触发时，active置1，x，y分别记录行列值，num是最后的键值。

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  1. typedef struct KEYBOARD_TYPEDEF
    

  2. {
    

  3.   u8 active;
    

  4.   u8 x;
    

  5.   u8 y;
    

  6.   u8 num;
    

  7. }KEYBOARD_Typedef;
    


  8. 

  9. KEYBOARD_Typedef keyboard;
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:04 | 显示全部楼层
以Y4为例，列出一路中断如下：

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  1. void EXTI15_10_IRQHandler(void)
    

  2. {
    

  3.   /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 0 */
    

  4.     if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_FLAG(KEY_Y4_Pin))
    

  5.     {
    

  6.         delay_us(10);
    

  7.         if(KEY_Y4_READ() != 0)
    

  8.         {
    

  9.             HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
    

  10.             return;
    

  11.         }
    

  12.         delay_us(10);
    

  13.         if(KEY_Y4_READ() != 0)
    

  14.         {
    

  15.             HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
    

  16.             return;
    

  17.         }
    

  18.         delay_us(10);
    

  19.         if(KEY_Y4_READ() != 0)
    

  20.         {
    

  21.             HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
    

  22.             return;
    

  23.         }
    

  24.         keyboard.active = 1;
    

  25.         keyboard.y = 4;
    

  26.     }
    

  27.     keyboard_scan();
    

  28.   /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 0 */
    

  29.   HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);
    

  30.   /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 1 */
    


  31. 

  32.   /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 1 */
    

  33. }
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:04 | 显示全部楼层
增加了几次延时，作为键盘消抖的判断
确认不是误触发后，active置1，并相应的y值。
最后调用键盘扫描函数，来确认X的键值。
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:04 | 显示全部楼层
引脚功能模式切换
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  1. //切换GPIO引脚的方向
    

  2. //port 端口号
    

  3. //pin号
    

  4. //dir 方向，0为输入，1为输出, 2为EXTI
    

  5. void pin_io_switch(GPIO_TypeDef *port, u32 pin, u8 mode)
    

  6. {
    

  7.     switch(mode)
    

  8.     { 
    

  9.         case GPIO_IN://输入
    

  10.             GPIO_InitStruct.Pin = pin;
    

  11.             GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    

  12.             GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    

  13.             HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);
    

  14.             break;
    

  15.         case GPIO_OUT://输出
    

  16.             GPIO_InitStruct.Pin = pin;
    

  17.             GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    

  18.             GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  19.             GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;
    

  20.             HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);
    

  21.             break;
    

  22.         case GPIO_EXTI:
    

  23.             GPIO_InitStruct.Pin = pin;
    

  24.             GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
    

  25.             GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    

  26.             HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);
    

  27.             break;
    

  28.     }
    

  29. }
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:05 | 显示全部楼层
本函数用来确认X轴的键值。


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  1. void keyboard_scan(void)
    

  2. {
    

  3.     u16 i,j;
    

  4.     u8 x0, x1, x2, x3;
    

  5.     u8 temp, current;
    

  6.     
    

  7.     if(keyboard.active == 0)
    

  8.     return;
    


  9. 

  10.         //关中断
    

  11.     HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI3_IRQn);        
    

  12.     HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI4_IRQn);
    

  13.     HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI9_5_IRQn);
    

  14.     HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
    


  15. 

  16.         //X0~3切换为输入状态
    

  17.     pin_io_switch(KEY_X0_PORT, KEY_X0_Pin, GPIO_IN);    //X0  PC13
    

  18.     pin_io_switch(KEY_X1_PORT, KEY_X1_Pin, GPIO_IN);    //X1  PC14
    

  19.     pin_io_switch(KEY_X2_PORT, KEY_X2_Pin, GPIO_IN);    //X2  PC15
    

  20.     pin_io_switch(KEY_X3_PORT, KEY_X3_Pin, GPIO_IN);    //X3  PB7
    


  21. 

  22.         //只将相应的一路Y口切换为输出状态，Y的数值，在中断函数中设置过
    

  23.     switch(keyboard.y)
    

  24.     {
    

  25.         case 0:
    

  26.             pin_io_switch(KEY_Y0_PORT, KEY_Y0_Pin, GPIO_OUT);
    

  27.             KEY_Y0_SET(0);  //Y0  PB6
    

  28.             break;
    

  29.         case 1:
    

  30.             pin_io_switch(KEY_Y1_PORT, KEY_Y1_Pin, GPIO_OUT);
    

  31.             KEY_Y1_SET(0);  //Y0  PB5
    

  32.             break;
    

  33.         case 2:
    

  34.             pin_io_switch(KEY_Y2_PORT, KEY_Y2_Pin, GPIO_OUT);
    

  35.             KEY_Y2_SET(0);  //Y0  PB4
    

  36.             break;
    

  37.         case 3:
    

  38.             pin_io_switch(KEY_Y3_PORT, KEY_Y3_Pin, GPIO_OUT);
    

  39.             KEY_Y3_SET(0);  //Y0  PB3
    

  40.             break;
    

  41.         case 4:
    

  42.             pin_io_switch(KEY_Y4_PORT, KEY_Y4_Pin, GPIO_OUT);
    

  43.             KEY_Y4_SET(0);  //Y0  PA15
    

  44.             break;
    

  45.     }
    


  46. 

  47.     //读取X轴的状态
    

  48.     x0 = KEY_X0_READ();   //X0  PC13
    

  49.     x1 = KEY_X1_READ();   //X1  PC14
    

  50.     x2 = KEY_X2_READ();   //X2  PC15
    

  51.     x3 = KEY_X3_READ();   //X3  PB7
    

  52.     if(x0 == 0)
    

  53.         keyboard.x = 3;     //X方向从左开始为x3, x2, x1, x0
    

  54.     else if(x1 == 0)
    

  55.         keyboard.x = 2;     //与电路图上相反，下一版电路要把方向改过来，改为x0,x1,x2,x3
    

  56.     else if(x2 == 0)
    

  57.         keyboard.x = 1;
    

  58.     else 
    

  59.         keyboard.x = 0;
    

  60.     keyboard.num = keyboard.y*4 + keyboard.x; //计算键值，0~19
    


  61. 

  62.         //将Y口配置为EXTI，上拉
    

  63.     pin_io_switch(KEY_Y0_PORT, KEY_Y0_Pin, GPIO_EXTI);
    

  64.     pin_io_switch(KEY_Y1_PORT, KEY_Y1_Pin, GPIO_EXTI);
    

  65.     pin_io_switch(KEY_Y2_PORT, KEY_Y2_Pin, GPIO_EXTI);
    

  66.     pin_io_switch(KEY_Y3_PORT, KEY_Y3_Pin, GPIO_EXTI);
    

  67.     pin_io_switch(KEY_Y4_PORT, KEY_Y4_Pin, GPIO_EXTI);
    

  68.     
    

  69.     //将X口配置为输出，低电平
    

  70.     pin_io_switch(KEY_X0_PORT, KEY_X0_Pin, GPIO_OUT);
    

  71.     pin_io_switch(KEY_X1_PORT, KEY_X1_Pin, GPIO_OUT);
    

  72.     pin_io_switch(KEY_X2_PORT, KEY_X2_Pin, GPIO_OUT);
    

  73.     pin_io_switch(KEY_X3_PORT, KEY_X3_Pin, GPIO_OUT);
    

  74.     KEY_X0_SET(0);
    

  75.     KEY_X1_SET(0);
    

  76.     KEY_X2_SET(0);
    

  77.     KEY_X3_SET(0);
    

  78.     HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);
    

  79.     HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);
    

  80.     HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);
    

  81.     HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
    

  82. }
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 楼主| yellow555 发表于 2023-11-23 23:05 | 显示全部楼层
最后在主程序中检查keyboard.active，若不为0，则表示有按键按下，此时需要做相应处理，并且将keyboard中的各成员清零。
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EmmaTT 发表于 2024-4-8 14:10 来自手机 | 显示全部楼层
用定时器隔一段时间判断一次呗
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童雨竹 发表于 2024-7-16 08:26 | 显示全部楼层

确保当开关管导通，
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Wordsworth 发表于 2024-7-16 09:29 | 显示全部楼层

电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关
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Clyde011 发表于 2024-7-16 10:32 | 显示全部楼层

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公羊子丹 发表于 2024-7-16 11:25 | 显示全部楼层

主要起到支承作用，板不会散掉。
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Uriah 发表于 2024-7-16 13:31 | 显示全部楼层

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Bblythe 发表于 2024-7-16 16:30 | 显示全部楼层

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周半梅 发表于 2024-7-16 18:26 | 显示全部楼层

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Pulitzer 发表于 2024-7-16 19:29 | 显示全部楼层

电阻阻值大小则需根据元器件可承受电流大小而决定
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