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標題: 【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（140）---跑馬燈矩陣鍵盤模塊 [打印本頁]

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作者: eagler8    時間: 2020-2-7 19:15
標題: 【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（140）---跑馬燈矩陣鍵盤模塊
37款傳感器與模塊的提法，在網絡上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學習和交流為目的，這里準備逐一動手試試做實驗，不管成功與否，都會記錄下來---小小的進步或是搞不定的問題，希望能夠拋磚引玉。

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
（4*4矩陣鍵盤+4位獨立按鍵+8位跑馬燈組合模塊）

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作者: eagler8    時間: 2020-2-27 20:57
4X4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。由于電路設計時需要更多的外部輸入，單獨的控制一個按鍵需要浪費很多的IO資源，所以就有了矩陣鍵盤，常用的矩陣鍵盤有4X4和8X8,其中用的最多的是4X4。

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作者: eagler8    時間: 2020-2-27 21:00
工作原理
矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點上，設置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數是4X4個。這種行列式鍵盤結構能夠有效地提高單片機系統中I/O口的利用率。由于單片機IO端口具有線與的功能，因此當任意一個按鍵按下時，行和列都有一根線被線與，通過運算就可以得出按鍵的坐標從而判斷按鍵鍵值。

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作者: eagler8    時間: 2020-2-27 21:08
行列掃描法原理
1、使行線為編程的輸入線，列線是輸出線，拉低所有的列線，判斷行線的變化，如果有按鍵按下，按鍵按下的對應行線被拉低，否則所有的行線都為高電平。
2、在第一步判斷有鍵按下后， 延時10ms消除機械抖動，再次讀取行值，如果此行線還處于低電平狀態則進入下 一步，否則返回第一步重新判斷。
3、開始掃描按鍵位置，采用逐 行掃描，每間隔1ms的時間，分別拉低第一列，第二列，第三列，第四 列，無論拉低哪一列其他三列都為高電平，讀取行值找到按鍵的位置，分別把行值和列值儲存在寄存器里。
4、從寄存器中找到行值和列 值并把其合并，得到按鍵值，對此按鍵值進行編碼，按照從第一行第一個一直到第四行第四個逐行進行編碼，編碼值從“0000” 至“1111” ， 再進行譯碼，最后顯示按鍵號碼。

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 08:30
4X4矩陣4管腳直插按鍵鍵盤
（1）體積小；
（2）節省空間；
（3）使用方便；
（4）共計16按鍵；
（5）單片機外擴鍵盤的上佳選擇。

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 09:16
矩陣鍵盤所需庫文件<Keypad>
在Arduino IDE 1.8.10 或者以上版本中, 項目->加載庫->管理庫中搜索Keypad，然后安裝即可。
也可以下載庫（需要下載庫文件 https://github.com/Chris--A/Keypad），然后手動添加到IDE中。

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 09:24
4*4矩陣鍵盤+4位獨立按鍵+8位跑馬燈組合模塊

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 09:28
4*4矩陣鍵盤+4位獨立按鍵+8位跑馬燈組合模塊

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 10:01

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 12:54
測試矩陣鍵盤部分接線示意圖

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 13:02
模塊上4*4矩陣鍵盤有一個8腳的端口，理論上可以直接插到Arduino的0-7腳上，但0,1腳用于串口通信，所以只能選擇2~13腳，這里選用了2-9腳。

Keypad Pin L1 –> Arduino Pin 2  （行）
Keypad Pin L2 –> Arduino Pin 3
Keypad Pin L3 –> Arduino Pin 4
Keypad Pin L4 –> Arduino Pin 5
Keypad Pin R1 –> Arduino Pin 6  （列）
Keypad Pin R2 –> Arduino Pin 7
Keypad Pin R3 –> Arduino Pin 8
Keypad Pin R4 –> Arduino Pin 9

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 14:01

程序之一：測試矩陣鍵盤部分

1. /*
   
2. 【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
   
3. 實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
   
4. 程序之一：測試矩陣鍵盤部分
   
5. */
   
6. 
   
7. #include <Keypad.h>
   
8. 
   
9. const byte ROWS = 4;
   
10. const byte COLS = 4;
    
11. 
    
12. char hexaKeys[ROWS][COLS] = {
    
13.   {'1','2','3','A'},
    
14.   {'4','5','6','B'},
    
15.   {'7','8','9','C'},
    
16.   {'*','0','#','D'}
    
17. };
    
18. 
    
19. byte rowPins[ROWS] = {2, 3, 4, 5};
    
20. byte colPins[COLS] = {6, 7, 8, 9};
    
21. 
    
22. Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
    
23. 
    
24. void setup(){
    
25.   Serial.begin(9600);
    
26. }
    
27. 
    
28. void loop(){
    
29.   char customKey = customKeypad.getKey();
    
30. 
    
31.   if (customKey){
    
32.     Serial.println(customKey);
    
33.   }
    
34. }

復制代碼

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 14:05
串口輸出16位矩陣鍵值

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 15:19

程序之二：矩陣鍵盤部分測試每個按鍵的按下與松開

1. /*
   
2.   【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
   
3.   實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
   
4.   程序之二：矩陣鍵盤部分測試每個按鍵的按下與松開
   
5. */
   
6. 
   
7. #include "Adafruit_Keypad.h"
   
8. 
   
9. const byte ROWS = 4; // 行
   
10. const byte COLS = 4; // 列
    
11. //定義鍵盤按鈕上的符號
    
12. char hexaKeys[ROWS][COLS] = {
    
13.   {'1', '2', '3', 'A'},
    
14.   {'4', '5', '6', 'B'},
    
15.   {'7', '8', '9', 'C'},
    
16.   {'*', '0', '#', 'D'}
    
17. };
    
18. 
    
19. byte rowPins[ROWS] = {2, 3, 4, 5}; //連接到鍵盤的行插腳
    
20. byte colPins[COLS] = {6, 7, 8, 9}; //連接到鍵盤的列插腳
    
21. 
    
22. //初始化類NewKeypad的實例
    
23. Adafruit_Keypad customKeypad = Adafruit_Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
    
24. 
    
25. void setup() {
    
26.   Serial.begin(9600);
    
27.   customKeypad.begin();
    
28. 
    
29. }
    
30. 
    
31. void loop() {
    
32.   //把你的主代碼放在這里，重復運行
    
33.   customKeypad.tick();
    
34. 
    
35.   while (customKeypad.available()) {
    
36.     keypadEvent e = customKeypad.read();
    
37.     Serial.print((char)e.bit.KEY);
    
38.     if (e.bit.EVENT == KEY_JUST_PRESSED) Serial.println(" pressed");
    
39.     else if (e.bit.EVENT == KEY_JUST_RELEASED) Serial.println(" released");
    
40.   }
    
41. 
    
42.   delay(10);
    
43. }

復制代碼

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 15:22

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 16:17


程序之三：矩陣鍵盤部分測試按鍵'*'和 '#'控制LED燈（板載13腳）

1. /*
   
2.   【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
   
3.   實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
   
4.   程序之三：矩陣鍵盤部分測試按鍵'*'和 '#'控制LED燈（板載13腳）
   
5. */
   
6. 
   
7. #include <Keypad.h>
   
8. 
   
9. const byte ROWS = 4; //四行
   
10. const byte COLS = 3; //三列
    
11. //定義鍵盤按鈕上的符號
    
12. char keys[ROWS][COLS] = {
    
13.   {'1', '2', '3'},
    
14.   {'4', '5', '6'},
    
15.   {'7', '8', '9'},
    
16.   {'*', '0', '#'}
    
17. };
    
18. 
    
19. byte rowPins[ROWS] = {2, 3, 4, 5}; //連接到鍵盤的行插腳
    
20. byte colPins[COLS] = {6, 7, 8};  //連接到鍵盤的列插腳
    
21. 
    
22. Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
    
23. byte ledPin = 13;
    
24. 
    
25. boolean blink = false;
    
26. boolean ledPin_state;
    
27. 
    
28. void setup() {
    
29.   Serial.begin(9600);
    
30.   pinMode(ledPin, OUTPUT);              // 將數字管腳設置為輸出
    
31.   digitalWrite(ledPin, HIGH);           // 打開LED
    
32.   ledPin_state = digitalRead(ledPin);   // 存儲初始LED狀態。當LED亮起時為高
    
33.   keypad.addEventListener(keypadEvent); // 為此鍵盤添加事件偵聽器
    
34. }
    
35. 
    
36. void loop() {
    
37.   char key = keypad.getKey();
    
38. 
    
39.   if (key) {
    
40.     Serial.println(key);
    
41.   }
    
42.   if (blink) {
    
43.     digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));   // 將LED引腳從Hi2Lo或Lo2Hi更改
    
44.     delay(100);
    
45.   }
    
46. }
    
47. 
    
48. // 處理一些特殊事件
    
49. void keypadEvent(KeypadEvent key) {
    
50.   switch (keypad.getState()) {
    
51.     case PRESSED:
    
52.       if (key == '#') {
    
53.         digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));
    
54.         ledPin_state = digitalRead(ledPin);        // 記住LED狀態，亮或不亮
    
55.       }
    
56.       break;
    
57. 
    
58.     case RELEASED:
    
59.       if (key == '*') {
    
60.         digitalWrite(ledPin, ledPin_state);   // 從開始閃爍前恢復LED狀態
    
61.         blink = false;
    
62.       }
    
63.       break;
    
64. 
    
65.     case HOLD:
    
66.       if (key == '*') {
    
67.         blink = true;    // 按住*鍵時，LED閃爍
    
68.       }
    
69.       break;
    
70.   }
    
71. }

復制代碼

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 16:25

'#'鍵控制LED燈自鎖開關，'*'鍵按下時LED閃爍，松開熄滅

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 16:38
測試跑馬燈部分接線示意圖

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作者: eagler8    時間: 2020-2-28 16:41

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 09:43
程序之四：測試跑馬燈部分，循環逐個點亮，逐個熄滅

1. /*
   
2.   【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
   
3.   實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
   
4.   程序之四：測試跑馬燈部分，循環逐個點亮，逐個熄滅
   
5. */
   
6. 
   
7. int BASE = 6 ;
   
8. int NUM = 8;
   
9. 
   
10. void setup()
    
11. {
    
12.   for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
    
13.   {
    
14.     pinMode(i, OUTPUT);
    
15.   }
    
16. }
    
17. 
    
18. void loop()
    
19. {
    
20.   for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
    
21.   {
    
22.     digitalWrite(i, LOW);
    
23.     delay(200);
    
24.   }
    
25.   for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
    
26.   {
    
27.     digitalWrite(i, HIGH);
    
28.     delay(200);
    
29.   }
    
30. }

復制代碼

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 09:51

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 10:07

1. /*
   
2.   【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
   
3.   實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
   
4.   程序之五：測試跑馬燈部分，循環單個熄滅
   
5. */
   
6. 
   
7. byte ledPin[] = {6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13};
   
8. int ledDelay(300);
   
9. int direction = 1;
   
10. int currentLED = 0;
    
11. unsigned long changeTime;
    
12. void setup() {
    
13.   for (int x = 0; x <= 7; x++)
    
14.     pinMode(ledPin[x], OUTPUT); //數組從0開始分配存儲單元，這里要非常注意循環變量的初值和終值，0－7剛好循環至8
    
15.   changeTime = millis();
    
16. }
    
17. 
    
18. void loop() {
    
19.   if ((millis() - changeTime) > ledDelay)
    
20.   { changeLED(); //運行時間如果超過一個數量的延時時間，則由函數changeLED()控制LED點亮的變化
    
21.     changeTime = millis();
    
22.   }
    
23. }
    
24. 
    
25. 
    
26. 
    
27. void changeLED() {
    
28.   for (int x = 0; x <= 7; x++)
    
29.   { digitalWrite(ledPin[x], LOW); //8只LED燈低平信號，熄滅
    
30.   }
    
31.   digitalWrite(ledPin[currentLED], HIGH); //設當前LED高平信號，點亮
    
32.   currentLED += direction; //當前值增加為direction表示的值
    
33.   if (currentLED == 7) {
    
34.     direction = -1; //當前燈為第8只燈，currentLED當前值改為－1，改變亮燈方向
    
35.   }
    
36.   if (currentLED == 0) {
    
37.     direction = 1; //當前燈為第1只燈，currentLED當前值為+1，從第1只燈開始計數
    
38.   }
    
39. 
    
40. }

復制代碼

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 10:17
測試獨立按鍵部分+跑馬燈部分

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 10:42
程序之六：測試獨立按鍵部分+跑馬燈部分，按鍵控制跑馬燈

1. /*
   
2.   【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
   
3.   實驗一百四十：YL-004老款20按鍵獨立鍵盤 跑馬燈矩陣鍵盤模塊
   
4.   程序之六：測試獨立按鍵部分+跑馬燈部分，按鍵控制跑馬燈
   
5. */
   
6. 
   
7. int buttonPin = 2 ;   // 定義按鍵引腳
   
8. int BASE = 6;        // 定義第一個LED引腳
   
9. int NUM = 8;         // LED 的總數
   
10. int val;
    
11. 
    
12. void setup()
    
13. {
    
14.   Serial.begin(9600);
    
15.   pinMode(buttonPin, INPUT);
    
16.   for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
    
17.   {
    
18.     pinMode(i, OUTPUT);   // 設定LED引腳為輸出引腳
    
19.   }
    
20. }
    
21. 
    
22. void loop()
    
23. {
    
24.   liangdeng();            // 循環亮燈子程序
    
25.   delay(200);             // 每次循環間隔時間
    
26.   miedeng();              // LED全滅子程序
    
27. }
    
28. 
    
29. void liangdeng()
    
30. {
    
31.   for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
    
32.   {
    
33.     digitalWrite(i, LOW);  //設定LED引腳逐個輸出高電平逐個點亮
    
34.     val = digitalRead(buttonPin);   // 儲存按鍵變換量
    
35.     if (val == HIGH)          //判斷是否按下按鍵，弱已按下按鍵跳出當前循環
    
36.     {
    
37.       val = HIGH;
    
38.       break;
    
39.     }
    
40.     delay(200);        //延時
    
41.   }
    
42. }
    
43. 
    
44. void miedeng()
    
45. {
    
46.   for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
    
47.   {
    
48.     digitalWrite(i, HIGH);    //設定LED引腳逐個輸出低電平逐個點亮
    
49.   }
    
50. }
    

復制代碼

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 15:02
編玩邊學開源圖形編程

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作者: eagler8    時間: 2020-2-29 15:17
實驗開源仿真編程（linkboy3.6）

---

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