51单片机学习日志-11

之前的实验中，我们通过使用按键输入信号到单片机中，再通过单片机输出信号控制数码管，实现了单片机输入与输出的结合，而且对于单片机控制多个数码管的情况也进行了一些探究，最终确定了使用动态扫描的方法来实现对数码管的控制。对于多个输出控制对象来说可以使用动态扫描的方法，而对于多个输入设备是不是也可以通过动态扫描的方法进行呢，所以这里就设置了一种情况，需要单片机接收16个按键的信号，而且每个按键的信号都要实现独立的功能，这时候一般的想法就是有多少个按键，就使用多少个端口进行信号的接收，但是如果是16个端口的话，那就会占用非常多的端口数量，所以需要通过一些其他的方法来进行处理，下面就来介绍一下所使用的这种方法。
这是电路连接图，可以看到一共有16个按键，其中被分为四行四列，每一列的按键的左端连接在同一条线路上，这一条线路连接在单片机的一个引脚上，其作用是为了对按键进行列选择，而每一行按键的右端连接在同一条线路上，而这一条线路连接在单片机的一个引脚上，用来进行对每列按键的再选择。所以通过这个按键的连线可以看到，其实逻辑就是，先通过第一种线路进行列按键的选择，而其他列的按键暂时不用进行检测，然后通过这一列对应的端口输入，从而判断到底是哪一个按键被按下，这样如果这一列有按键按下，就可以知道到底是哪一个按键按下，之后再对其他列的按键进行检测，同样可以知道这一列有没有按下的按键，这样循环一次就知道是不是有按键被按下，而且还知道是哪一个按键被按下，再通过被按下的按键来决定到顶需要进行怎样的处理。
首先依旧是需要对所使用到的端口进行配置，其中用来控制按键选择的端口配置位输出模式，检测按键位置的端口配置为输入模式，而控制发光二极管的端口配置为输出模式（这里输入选择了第一种准双向模式，所以需要对端口设置为高电平，才能进行输入），同时这里设置了一个变量，用来表示此时按下的按钮是哪一个，之后将这个变量赋值为255，就进入大循环了（256是2的8次方，也就是说如果转化为二进制数的话，前7位都是1）。在大循环中，显示用一个函数检测按键的输入，并把按键的编码输出，进行按键的检测后，再进行信号的输出，这里同样用到了一个函数进行信号的输出。这样大循环就结束了，但是由于这里用到的两个函数很重要，所以要对这两个函数进行讲解。
首先要注意的是，这里对端口配置寄存器的定义被放在了另一个头文件中了，而这个头文件同时还包含了其他的定义，以及函数的定义，下面一起来看一下。
这个头文件最开始还是一些端口配置寄存器的定义，然后是一个数组，这个数组的作用是用来对发光二极管的状态进行分配的，也就是说通过数组的下标就可以控制发光二极管的输出状态了，例如对于下标为零的数组元素，就是所有的发光二极管都不点亮，而对于下标为一的数组元素，只有最低位的那个发光二极管点亮，这样就可以通过控制下标，来对端口寄存器进行赋值，从而控制发光二极管的发光状态。接下来就是延时函数的定义，这个以前说过。再来就是检测按键函数，这个是要重点讲解的。在这个函数中，先是定义了两个变量，其中一个变量用来存储按键的编号，另一个用来存储端口输入状态。首先将按键编号设置为225，这是在没有按键按下的情况下的取值，也是最初的取值。之后先对端口进行电平设置，这一步其一是为了对列按键进行选择，还有就是为后续的输入做准备，然后再用变量读出端口值，这里其实就可以判断是哪个按钮了，但是有高四位的干扰，所以需要将高四位进行去除，之后再进行选择，这样就可以得到具体的按键编号了。之后再检测第二列、第三列以及第四列的按键有没有被按下，最后再返回按键编号。所以说这个函数就是对按键进行一次扫描，如果在这次扫描中，有按键按下了，那么就说明返回值不是255，而是一个具体值，这其实和之前一个按键有一点相似，一个按键的情况就是如果按下了就是低电平，不然就是高电平。最后是点亮发光二极管的函数，这里是输入需要表示的数字，也就是按键的编码，其中有检测到的话就输出对应的变化，而这里的变化由前面的数组来定义。以下是具体代码。