在本教程中，我們將學習4×4矩陣鍵盤以及Arduino鍵盤接口的工作原理。鍵盤是一種輸入設備，用于輸入密碼，撥打號碼，瀏覽菜單甚至控制機器人。

您可能已經看到ATM上使用了鍵盤，安全系統，電話等，允許用戶向系統輸入數據。鍵盤可與微控制器和原型平臺（如Arduino）一起使用，以實現各種項目。

因此，在本文中，我將向您展示如何連接4×4帶Arduino的矩陣鍵盤以及如何從鍵盤獲取數據。

概述

矩陣鍵盤只不過是水平和垂直方式的按鈕系統排列。例如，4×4鍵盤由16個按鍵或按鈕組成，按4行和4列排列。下圖顯示了典型的按鍵類型4×4矩陣鍵盤。

有目前有兩種類型的矩陣鍵盤可用。一種是傳統的按鍵式鍵盤，如上圖所示，另一種是膜式鍵盤，它不包含任何按鈕，但由于按鍵表面和底層電路之間的電接觸而起作用。

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鍵盤如何工作？

如前所述，4×4矩陣鍵盤由16個按鍵或按鈕組成，分為4行4列。帶有所有16個按鈕的4×4鍵盤的內部電路如下圖所示。

我將在不考慮任何特定微控制器的情況下解釋4×4矩陣鍵盤的工作原理。這項工作可以應用于任何微控制器，甚至是Arduino和Raspberry Pi。

假設鍵盤的所有行都變為低電平，鍵盤的所有列都變為高電平。微控制器。如果沒有按下任何按鈕或鍵，則這將是行和列的默認狀態。

現在，當按下某個鍵時，當電流從HIGH Column Pin流向LOW Row Pin時，相應的列將變為LOW。微控制器（或Arduino）可以通過在列上掃描LOW來輕松識別鍵的列。

技巧部分用于識別鍵的行。為此，微控制器應使鍵盤的行一個接一個地高，并檢查列引腳是否變為高電平。此過程一直持續到先前檢測到的列變為高電平。

這樣，微控制器可以確定按鍵的列和行，從而識別按下的按鍵。

Arduino鍵盤界面

現在，我將向您展示如何連接或連接配有Arduino UNO的4×4鍵盤。一個4×4矩陣鍵盤由8個引腳組成，我們需要使用8個Arduino引腳連接到鍵盤。下圖顯示了Arduino鍵盤接口的簡單電路。

在這個電路中，我已經將鍵盤的行連接到Arduino的數字引腳0到3，即ROW1至數字引腳0，ROW2至數字引腳1，ROW3至數字引腳2以及ROW4至數字引腳3.

類似地，鍵盤的列連接到數字引腳Arduino的4到7。我們現在將看到一個使用Arduino鍵盤接口的小項目。

電路圖

所需組件

Arduino UNO

16×2 LCD顯示器

4×4矩陣鍵盤

10KΩ電位計

1KΩ電阻（1/4瓦）

面包板

連接電線

電源

電路設計

該項目的電路設計與上面顯示的Arduino鍵盤接口非常相似。附加組件是16×2 LCD顯示器。 LCD的數據引腳連接到數字引腳11到8. 16×2 LCD顯示器的E和RS引腳連接到Arduino的引腳12和13。

代碼

工作

這個簡單項目的目的是解釋如何將4×4矩陣鍵盤連接到Arduino，Arduino鍵盤接口如何工作以及如何確定鍵盤上按下的鍵并顯示在鍵盤上16×2 LCD顯示器。

為了確定鍵盤上按下的鍵，我們使用了一個名為“Keypad”的特殊庫。您應首先從此鏈接下載此庫，并將其放在Arduino/libraries目錄（C： Program Files（x86） Arduino libraries或C： Program Files Arduino libraries）中。

注意：圖書館“鍵盤”由Mark Stanley和Alexander Brevig開發。

安裝庫后，您可以復制上面的代碼并將其上傳到Arduino。在代碼中，4×4矩陣鍵盤的鍵映射為0到9的數字，符號*和＃以及字母A，B，C和D.

因此，無論何時按下某個鍵，Arduino都會使用“鍵盤”庫檢測該鍵，并在16×2 LCD顯示器上顯示該鍵。

應用程序

Arduino鍵盤接口有廣泛的應用。其中一些在下面提到。

基于Arduino的計算器

基于密碼的門鎖系統

家庭安全系統

家庭自動化系統