Sunday, 14 April 2013 21:10

Arduino读取键盘

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Arduino and Keypad
这里提供两种方式从Arduino读取键盘。第一种方式是使用矩阵式（Matrix）键盘，另一种方式是使用PS2键盘。
 
矩阵键盘（Matrix keypad）
首先必须安装Arduino Keypad键盘库（Keypad library），Arduino Keypad键盘库可以从Arduino Playground下载。Arduino Keypad键盘库让你读取矩阵式键盘而不用编写复杂的代码，此键盘库可以读取3x4， 4x4以及各种矩阵结构的键盘。

使用Arduino Keypad键盘库注意事项
  • 该键盘库是属于无阻塞式，按下谋键不放，其余（接下来）的代码还是会继续运行
  • 如果编写控制键盘处运用到delay()，这将造成键盘反应迟顿
  • 按下谋键，getKey()只返回一个键值，而不是自动重复。松开按键时，可以追踪其RELEASED event
 
安装Arduino Keypad键盘库
  • 下载Arduino Keypad键盘库
  • 将下载了的文件（keypad.zip）解压至Arduino软件的libraries文件夹，如图
Arduino keypad library
 
  • 打开Arduino软件
  • 选择File>Examples>Keypad，将会看见以下画面，表示Arduino Keypad键盘库安装成功
Arduino keypad examples
 
 
4x4矩阵keypad示范
根据下面接线连接键盘至Arduino
4x4 matrix membrane keypad pinout
 
Arduino
4x4 Keypad
D2
1
D3
2
D4
3
D5
4
D6
5
D7
6
D8
7
D9
8
 
上载以下代码至Arduino

#include <Keypad.h>

const byte ROWS = 4; // Four rows
const byte COLS = 4; // Four columns

//Define the keymap
char keys[ROWS][COLS] = {
{'1','2','3','A'},
{'4','5','6','B'},
{'7','8','9','C'},
{'*','0','#','D'}
};

//// Connect keypad ROW0, ROW1, ROW2 and ROW3 to these Arduino pins.
byte rowPins[ROWS] = {6,7,8,9};

// Connect keypad COL0, COL1, COL2 and COL3 to these Arduino pins.
byte colPins[COLS] = {2,3,4,5}; //connect to column pinouts

// Create the Keypad
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

void setup(){
   Serial.begin(9600);
}

void loop(){
   char key = keypad.getKey();

   if (key != NO_KEY){
   Serial.println(key);
   }
}

使用Arduino软件自带的串口监视器（Serial Monitor）来测试此程序（Baud rate必须设成9600）。当按下谋键时，其返回值将显示在串口监视器。 

 PS2键盘
首先必须安装Arduino PS2键盘库（PS2keyboard library)，Arduino PS2键盘库可以从这里下载。
 
 
安装Arduino PS2键盘库
  • 下载Arduino PS2键盘库
  • 将下载了的文件（PS2keyboard.zip）解压至Arduino软件的libraries文件夹
  • 安装方法与安装keypad相似，请参考之。
 
PS2键盘示范
根据下面接线连接键盘至Arduino
PS2 keyboarad pinout
 
Keyboard
Arduino
4 (+5V) 
5V
3 (GND)
 GND
5 (Clock)
Digital Pin 3
1 (Datak)
Digital Pin 4
 
上载以下代码至Arduino

#include <PS2Keyboard.h>

const int DataPin = 8;
const int IRQpin = 5;

PS2Keyboard keyboard;

void setup() {
   delay(1000);
   keyboard.begin(DataPin, IRQpin);
   Serial.begin(9600);
   Serial.println("Keyboard Test:");
}

void loop() {
   if (keyboard.available()) {

   char c = keyboard.read();  // read the next key

   // check for some of the special keys
   if (c == PS2_ENTER) {
      Serial.println();
   } else if (c == PS2_TAB) {
      Serial.print("[Tab]");
   } else if (c == PS2_ESC) {
      Serial.print("[ESC]");
   } else if (c == PS2_PAGEDOWN) {
      Serial.print("[PgDn]");
   } else if (c == PS2_PAGEUP) {
      Serial.print("[PgUp]");
   } else if (c == PS2_LEFTARROW) {
      Serial.print("[Left]");
   } else if (c == PS2_RIGHTARROW) { 
      Serial.print("[Right]");
   } else if (c == PS2_UPARROW) {
      Serial.print("[Up]");
   } else if (c == PS2_DOWNARROW) {
      Serial.print("[Down]");
   } else if (c == PS2_DELETE) {
      Serial.print("[Del]");
   } else {
      Serial.print(c);  // otherwise, just print all normal characters
   }
}
}
使用Arduino软件自带的串口监视器（Serial Monitor）来测试此程序（Baud rate必须设成9600）。当按下谋键时，其返回值将显示在串口监视器。 
 

增加按键音效
按照下面图象连接PC扬声器（此PC扬声器可以从废棄的电脑主板拆岀来），然後稍微更改代码。由于没有此PC扬声器的规格说明，估计供电5V且功率非常小，能够直接由Arduino驱动。如果不放心，可以在Aruino pin10与扬声器之间添加一个100欧姆电阻器。

Connecting PC speaker to Arduino

代码方面使用了tone()函数，具体可以浏览Arduino Reference网站
http://arduino.cc/en/Reference/Tone

tone()用法

  • tone(pin, frequency)
  • tone(pin, frequency, duration)
  1. pin是连接扬声器的引脚
  2. frequency是输出频率，频率越低，音频就越低。
  3. duration音频输出持续时间
  1. #include <Keypad.h>
  2. const byte ROWS = 4; // Four rows
  3. const byte COLS = 4; // Four columns
  4.  
  5. //Define the keymap
  6. char keys[ROWS][COLS] = {
  7. {'1','2','3','A'},
  8. {'4','5','6','B'},
  9. {'7','8','9','C'},
  10. {'*','0','#','D'}
  11. };
  12.  
  13. //// Connect keypad ROW0, ROW1, ROW2 and ROW3 to these Arduino pins.
  14. byte rowPins[ROWS] = {6,7,8,9};
  15.  
  16. // Connect keypad COL0, COL1, COL2 and COL3 to these Arduino pins.
  17. byte colPins[COLS] = {2,3,4,5}; //connect to column pinouts
  18.  
  19. // Create the Keypad
  20. Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
  21.  
  22. void setup(){
  23.    Serial.begin(9600);
  24. }
  25.  
  26. void loop(){
  27.    char key = keypad.getKey();
  28.    if (key != NO_KEY){
  29.      delay(50); //act as debounce
  30.      beep();
  31.      Serial.println(key);
  32.    }
  33. }
  34.  
  35. #define SPEAKER_PIN 10
  36. void beep(){
  37.    tone(SPEAKER_PIN,2000,90);
  38.    delay(20);
  39.    noTone(SPEAKER_PIN);
  40. }
 
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