矩陣鍵盤是單片機外部設備中所使用的排布類似于矩陣的鍵盤組。矩陣式結構的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。矩陣鍵盤的優點是節約單片機IO口，例如普通鍵盤8個IO口只能用作8個按鍵，而矩陣鍵盤能作16個按鍵。 本文以51單片機為載體介紹一種4*4矩陣鍵盤實現16個按鍵操作的原理、電路和軟件設計要點。 1、 矩陣鍵盤的一般電路 如圖 1矩陣鍵盤電路所示，4*4矩陣鍵盤有4行4列按鍵，單片機4個I/O口接矩陣鍵盤的行線，另外4個I/O口接矩陣鍵盤的列線，通過對行線列線的操作完成按鍵的識別和操作。 2、 矩陣鍵盤的原理 矩陣鍵盤按鍵識別的流程一般是這樣的： (1)置第1行為低電平（0），其余行為高電平，讀取列線數據，列線有低電平表示此行有按鍵按下。 (2)置第2行為低電平（0），其余行為高電平，讀取列線數據，列線有低電平表示此行有按鍵按下。 ...... (N-1)根據行線列線的電平不同可以識別是否有按鍵按下，哪一個按鍵按下，獲取按鍵號。 (N) 根據按鍵號跳轉至對應的按鍵處理程序。 3、 一個矩陣鍵盤程序的例子 圖2為按鍵處理的主流程，思路是依次拉低按鍵的各個行，再讀取列線的數據，假如列線有低電平，則認為此行有按鍵按下，標記此行有按鍵按下并存入行值。 讀取列線數據的思路則是這樣，依次讀取第1-4列，假如讀取此列時為低電平，則標記并存入列值。 下面是部分代碼： //（1）按鍵識別程序 void key() //按鍵掃描 { unsigned char key_value_temp; //臨時按鍵值，默認1111 1111（二進制） key_value=0xff; //鍵值 key_value_temp=0xff; //鍵值臨時變量 //矩陣鍵盤程序流程 //依次拉低第1234行，讀入列線數據 Pin_r_1=0; Pin_r_2=1;Pin_r_3=1;Pin_r_4=1; //拉低第1行。 //Pin_r_1第1行行線，Pin_r_2第2行行線，其余類似 key_value_temp=read_column();//讀列數據 if (key_value_temp != 0xff) //表示第一行有按鍵按下 {key_value=key_value_temp & 0x1f; //獲取按鍵號，例如0001 1101表示第1行第2列的按鍵按下 } Pin_r_1=1; Pin_r_2=0;Pin_r_3=1;Pin_r_4=1; //拉低第2行 key_value_temp=read_column();//讀列數據 if (key_value_temp != 0xff) //表示第2行有按鍵按下 {key_value=key_value_temp & 0x2f; } Pin_r_1=1; Pin_r_2=1;Pin_r_3=0;Pin_r_4=1; //拉低第3行 key_value_temp=read_column();//讀列數據 if (key_value_temp != 0xff) //表示第3行有按鍵按下 {key_value=key_value_temp & 0x3f; } Pin_r_1=1; Pin_r_2=1;Pin_r_3=1;Pin_r_4=0; //拉低第4行 key_value_temp=read_column();//讀列數據 if (key_value_temp != 0xff) //表示第4行有按鍵按下 {key_value=key_value_temp & 0x4f; } } //（2）讀取列線數據 unsigned char read_column() //讀矩陣鍵盤的列 {unsigned char key_column; key_column=0xff; if(Pin_c_1==0 ) key_column=key_column & 0xfe; //1110 表示第1列按鍵按下。 key_column的低4位表示按鍵號，高4位常為1111 if(Pin_c_2==0 ) key_column=key_column & 0xfd; //1101 表示第2列按鍵按下。 if(Pin_c_3==0 ) key_column=key_column & 0xfb; //1011 表示第3列按鍵按下。 if(Pin_c_4==0 ) key_column=key_column & 0xf7; //0111