Матричная клавиатура – это устройство, состоящее из ряда клавиш, организованных в матрицу. Каждая клавиша соответствует определенному символу или функции. Подключение матричной клавиатуры к Arduino позволяет использовать ее для ввода данных или управления программами.
Несмотря на то, что существуют готовые библиотеки для работы с матричными клавиатурами, иногда может возникнуть необходимость подключить клавиатуру без использования библиотек. В этой статье мы рассмотрим пошаговую инструкцию по подключению матричной клавиатуры к Arduino без использования сторонних библиотек.
Важно отметить, что подключение без использования библиотек требует больше кода и времени, но может быть полезным для тех, кто хочет понять основы работы с клавиатурой и управления ею.
Для подключения матричной клавиатуры к Arduino нам понадобятся: Arduino (любая модель), матричная клавиатура, резисторы, провода и пайка. Подключение матричной клавиатуры осуществляется посредством соединения контактов клавиатуры с пинами Arduino.
Необходимые материалы и инструменты для подключения
Для подключения матричной клавиатуры к Arduino вам понадобятся следующие материалы и инструменты:
1. Матричная клавиатура: Вы можете приобрести матричную клавиатуру, состоящую из кнопок в виде матрицы, образующей ряды и столбцы. Клавиатура должна иметь определенное количество кнопок (например, 4×4 клавиши).
2. Arduino плата: Потребуется Arduino плата (например, Arduino Uno), которая будет использоваться для подключения клавиатуры. Arduino плата должна иметь достаточное количество цифровых пинов для подключения к матричной клавиатуре.
3. Провода и разъемы: Для соединения матричной клавиатуры с Arduino платой вам потребуются провода и разъемы. В зависимости от типа выбранной клавиатуры, вам может потребоваться различные типы проводов и разъемов, такие как макетные провода и разъемы.
4. Резисторы: Вам также понадобятся резисторы, чтобы установить соединение между клавишами матричной клавиатуры и Arduino платой. Резисторы помогут предотвратить сбои в сигналах и защитить оборудование от повреждений.
5. USB-кабель: Для подключения Arduino платы к компьютеру или другому устройству вам понадобится USB-кабель. Этот кабель используется для передачи программ и команд на Arduino плату через последовательный порт.
Проверьте наличие всех необходимых материалов и инструментов перед началом подключения матричной клавиатуры к Arduino плате. Это поможет вам гладко и успешно выполнить задачу.
Краткое описание матричной клавиатуры и ее принцип работы
Принцип работы матричной клавиатуры основан на использовании мультиплексирования. Каждая клавиша связана с двумя проводниками (строкой и столбцом) и имеет уникальный электрический адрес. При нажатии на клавишу, происходит замыкание контактов строки и столбца, что приводит к изменению электрического сигнала.
Для считывания введенных данных с клавиатуры используется микроконтроллер, например, Arduino. Он подключается к клавиатуре через набор GPIO-пинов и считывает состояние электрических сигналов, передаваемых по строкам и столбцам клавиатуры.
На Arduino можно реализовать сканирование клавиатуры в несколько шагов: установка уровня сигнала на определенной строке клавиатуры, проверка состояния сигналов в столбцах, идентификация нажатой клавиши и обработка введенных данных.
Матричные клавиатуры широко применяются в различных проектах, связанных с автоматизацией, управлением, игровыми системами и другими электронными устройствами. Они удобны в использовании, компактны и обладают высокой надежностью.
Подключение матричной клавиатуры к arduino: шаг 1
Прежде чем мы начнем подключение матричной клавиатуры к Arduino, вам понадобятся следующие компоненты и материалы:
- Arduino плата
- Матричная клавиатура
- Провода (желательно разных цветов)
Шаг 1: Подключение матричной клавиатуры к Arduino.
Сначала подключим питание клавиатуры. Установите между Arduino платой и клавиатурой резисторы 10-20 кОм между пины VCC и GND клавиатуры, чтобы установить необходимое питание. Подключите пин VCC клавиатуры к 5V на Arduino, а пин GND клавиатуры к любому GND пину на Arduino.
Теперь подключим выводы клавиатуры к Arduino. Клавиатура имеет 16 выводов — 8 столбцов и 8 строк. Подключим каждый столбец к 8 пинам Arduino (2-9 пины). Расположим столбцы так, чтобы первый пин на клавиатуре был подключен к 2 пину на Arduino, второй пин — к 3 пину и так далее.
Подключим строки клавиатуры к 8 пинам Arduino (10-17 пины). Расположим строки так, чтобы первый пин на клавиатуре был подключен к 10 пину на Arduino, второй пин — к 11 пину и так далее.
На этом первый шаг подключения матричной клавиатуры к Arduino завершен. В следующем шаге мы создадим программу для считывания нажатий клавиш.
Шаг 2: Подключение матричной клавиатуры к Arduino
Теперь, когда мы настроили нашу матричную клавиатуру, давайте подключим ее к плате Arduino. Нам понадобятся 8 пинов для подключения каждой строки и столбца клавиатуры.
Подключение матричной клавиатуры к Arduino приведено в следующей таблице:
| Пин клавиатуры | Пин Arduino |
|---|---|
| Row 1 | 2 |
| Row 2 | 3 |
| Row 3 | 4 |
| Row 4 | 5 |
| Column 1 | 6 |
| Column 2 | 7 |
| Column 3 | 8 |
| Column 4 | 9 |
Убедитесь, что соединения совпадают и нет никаких ошибок.
Теперь, когда все готово, вы можете переходить к следующему шагу, где мы реализуем код для считывания нажатий на клавиатуре и вывода результатов на последовательный монитор Arduino.
Подключение матричной клавиатуры к Arduino: шаг 3
Добро пожаловать в третью часть нашего пошагового руководства по подключению матричной клавиатуры к Arduino без использования библиотеки!
В предыдущих шагах мы научились подключать матричную клавиатуру к Arduino с помощью кучи проводов и скетча. Теперь пришло время узнать, как обработать нажатие клавиш.
Первым шагом будет создание массива символов, который будет содержать символы, соответствующие каждой клавише на клавиатуре. Например, для клавиши ‘1’ будет использоваться символ ‘1’, для клавиши ‘2’ — символ ‘2’ и так далее.
Для простоты мы будем использовать массив символов, в котором индексы будут соответствовать позиции клавиши на клавиатуре. Это означает, что первый элемент массива будет содержать символ, соответствующий клавише в левом верхнем углу клавиатуры, а последний элемент — символ, соответствующий клавише в правом нижнем углу клавиатуры.
Пример такого массива:
char keyboardMapping[] = {'1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0', '#', '*'};
Теперь, когда у нас есть массив символов, связанный с клавишами, мы можем подключиться к клавиатуре и начать проверять, какие клавиши были нажаты. Для этого нам понадобится цикл, который будет перебирать все строки и столбцы клавиатуры и проверять наличие замыкания.
На каждой итерации цикла мы будем проверять, есть ли замыкание в текущей строке и столбце клавиатуры. Если замыкание есть, мы будем знать, какая клавиша была нажата, используя наш массив символов и текущие индексы строки и столбца.
Так выглядит код:
void checkKeypad() {
for (byte row = 0; row < ROWS; row++) {
digitalWrite(rows[row], LOW);
for (byte col = 0; col < COLS; col++) {
if (digitalRead(cols[col]) == LOW) {
char keyPressed = keyboardMapping[row * COLS + col];
// Здесь можно добавить код, который будет обрабатывать нажатие клавиши
}
}
digitalWrite(rows[row], HIGH);
}
}
Теперь функция checkKeypad() будет проверять нажатие клавиш при каждом вызове реализованного цикла. Вы можете добавить необходимые действия внутри цикла, в зависимости от того, что вы хотите сделать при нажатии каждой клавиши.
В следующей части мы узнаем, как добавить проверки на дебаунсирование и создать полноценное приложение на основе нашей матричной клавиатуры!
Подключение матричной клавиатуры к Arduino: шаг 4
На предыдущем шаге мы настроили обработку нажатия кнопок клавиатуры. Теперь настало время реализовать логику работы самой клавиатуры.
Мы будем использовать цикл for для опроса каждой кнопки по порядку. Начнем с первого ряда:
for (int row = 0; row < ROWS; row++) {
pinMode(rowPins[row], OUTPUT);
digitalWrite(rowPins[row], LOW);
for (int col = 0; col < COLS; col++) {
pinMode(colPins[col], INPUT_PULLUP);
if (digitalRead(colPins[col]) == LOW) {
Serial.print(«Button «);
Serial.print(row * COLS + col);
Serial.println(» is pressed»);
}
}
digitalWrite(rowPins[row], HIGH);
}
Предварительно объявим константы для количества рядов и столбцов клавиатуры:
const int ROWS = 4;
const int COLS = 4;
Мы объявили два цикла: внешний цикл для опроса рядов клавиатуры и внутренний цикл для опроса столбцов каждого ряда. Внешний цикл выполняется ROWS раз, а внутренний — COLS раз.
Внутри внешнего цикла мы устанавливаем ряд в режим OUTPUT, присваиваем ему значение LOW и переходим к внутреннему циклу. Внутри внутреннего цикла мы устанавливаем столбец в режим INPUT_PULLUP и проверяем, нажата ли кнопка. Если кнопка нажата (напряжение на столбце становится LOW), выводим сообщение о нажатии кнопки.
После завершения внутреннего цикла мы устанавливаем ряд в режим HIGH, чтобы перейти к следующему ряду. И так продолжаем опрашивать все кнопки клавиатуры.
Теперь мы готовы протестировать код и убедиться, что он работает. Подключим Arduino к компьютеру, загрузим код на плату и откроем монитор порта в Arduino IDE.
После загрузки кода на Arduino вы должны увидеть сообщения о нажатии кнопок клавиатуры в мониторе порта. Если вы нажимаете кнопки клавиатуры, соответствующие сообщения будут отображаться в мониторе порта.
Теперь, когда мы успешно определяем нажатие кнопок клавиатуры, мы можем использовать их в наших проектах. В следующем шаге мы рассмотрим, как можно использовать выводы клавиатуры для управления другими устройствами.