stm32以中断方式扫描矩阵键盘

只看该作者 · 2023-11-23 23:02

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。

只看该作者 · 2023-11-23 23:02

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。

只看该作者 · 2023-11-23 23:03

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。

只看该作者 · 2023-11-23 23:04

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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typedef struct KEYBOARD_TYPEDEF

{

  u8 active;

  u8 x;

  u8 y;

  u8 num;

}KEYBOARD_Typedef;



KEYBOARD_Typedef keyboard;

只看该作者 · 2023-11-23 23:04

以Y4为例，列出一路中断如下：

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void EXTI15_10_IRQHandler(void)

{

  /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 0 */

    if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_FLAG(KEY_Y4_Pin))

    {

        delay_us(10);

        if(KEY_Y4_READ() != 0)

        {

            HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);

            return;

        }

        delay_us(10);

        if(KEY_Y4_READ() != 0)

        {

            HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);

            return;

        }

        delay_us(10);

        if(KEY_Y4_READ() != 0)

        {

            HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);

            return;

        }

        keyboard.active = 1;

        keyboard.y = 4;

    }

    keyboard_scan();

  /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 0 */

  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_Y4_Pin);

  /* USER CODE BEGIN EXTI15_10_IRQn 1 */



  /* USER CODE END EXTI15_10_IRQn 1 */

}

只看该作者 · 2023-11-23 23:04

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。

只看该作者 · 2023-11-23 23:04

引脚功能模式切换

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//切换GPIO引脚的方向

//port 端口号

//pin号

//dir 方向，0为输入，1为输出, 2为EXTI

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

{

    switch(mode)

    { 

        case GPIO_IN://输入

            GPIO_InitStruct.Pin = pin;

            GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

            GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

            HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);

            break;

        case GPIO_OUT://输出

            GPIO_InitStruct.Pin = pin;

            GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

            GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

            GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;

            HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);

            break;

        case GPIO_EXTI:

            GPIO_InitStruct.Pin = pin;

            GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;

            GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

            HAL_GPIO_Init(port, &GPIO_InitStruct);

            break;

    }

}

只看该作者 · 2023-11-23 23:05

本函数用来确认X轴的键值。

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void keyboard_scan(void)

{

    u16 i,j;

    u8 x0, x1, x2, x3;

    u8 temp, current;

    

    if(keyboard.active == 0)

    return;



        //关中断

    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI3_IRQn);        

    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI4_IRQn);

    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI9_5_IRQn);

    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI15_10_IRQn);



        //X0~3切换为输入状态

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

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

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

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



        //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

    switch(keyboard.y)

    {

        case 0:

            pin_io_switch(KEY_Y0_PORT, KEY_Y0_Pin, GPIO_OUT);

            KEY_Y0_SET(0);  //Y0  PB6

            break;

        case 1:

            pin_io_switch(KEY_Y1_PORT, KEY_Y1_Pin, GPIO_OUT);

            KEY_Y1_SET(0);  //Y0  PB5

            break;

        case 2:

            pin_io_switch(KEY_Y2_PORT, KEY_Y2_Pin, GPIO_OUT);

            KEY_Y2_SET(0);  //Y0  PB4

            break;

        case 3:

            pin_io_switch(KEY_Y3_PORT, KEY_Y3_Pin, GPIO_OUT);

            KEY_Y3_SET(0);  //Y0  PB3

            break;

        case 4:

            pin_io_switch(KEY_Y4_PORT, KEY_Y4_Pin, GPIO_OUT);

            KEY_Y4_SET(0);  //Y0  PA15

            break;

    }



    //读取X轴的状态

    x0 = KEY_X0_READ();   //X0  PC13

    x1 = KEY_X1_READ();   //X1  PC14

    x2 = KEY_X2_READ();   //X2  PC15

    x3 = KEY_X3_READ();   //X3  PB7

    if(x0 == 0)

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

    else if(x1 == 0)

        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

    else if(x2 == 0)

        keyboard.x = 1;

    else 

        keyboard.x = 0;

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



        //将Y口配置为EXTI，上拉

    pin_io_switch(KEY_Y0_PORT, KEY_Y0_Pin, GPIO_EXTI);

    pin_io_switch(KEY_Y1_PORT, KEY_Y1_Pin, GPIO_EXTI);

    pin_io_switch(KEY_Y2_PORT, KEY_Y2_Pin, GPIO_EXTI);

    pin_io_switch(KEY_Y3_PORT, KEY_Y3_Pin, GPIO_EXTI);

    pin_io_switch(KEY_Y4_PORT, KEY_Y4_Pin, GPIO_EXTI);

    

    //将X口配置为输出，低电平

    pin_io_switch(KEY_X0_PORT, KEY_X0_Pin, GPIO_OUT);

    pin_io_switch(KEY_X1_PORT, KEY_X1_Pin, GPIO_OUT);

    pin_io_switch(KEY_X2_PORT, KEY_X2_Pin, GPIO_OUT);

    pin_io_switch(KEY_X3_PORT, KEY_X3_Pin, GPIO_OUT);

    KEY_X0_SET(0);

    KEY_X1_SET(0);

    KEY_X2_SET(0);

    KEY_X3_SET(0);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);

}