键盘输入矩阵英文解释翻译、键盘输入矩阵的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 keyboard input matrix
分词翻译:
键盘输入的英语翻译:
【计】 keyboard entry; keyboarding; keyt-in
矩阵的英语翻译:
matrix
【计】 matrix
【化】 matrix
【经】 matrices; matrix
专业解析
在电子工程领域,“键盘输入矩阵”(Keyboard Input Matrix)指一种通过行列交叉电路实现多按键高效检测的硬件设计结构。其核心原理是利用行列扫描法(Row-Column Scanning) 减少所需接口引脚数量,常见于计算机键盘、嵌入式设备按键面板等场景。以下是详细解析:
一、定义与工作原理
-
物理结构
键盘矩阵由若干水平行线(Rows)和垂直列线(Columns)交叉构成网格,每个按键位于行列交叉点。未按下时,行列电路断开;按键按下时,对应行列电路导通。
-
扫描检测流程
- 逐行扫描(Row Scanning):微控制器依次向每一行输出低电平信号(激活该行)。
- 列线读取(Column Reading):检测所有列线电平状态。若某列为低电平,表明该列与当前激活行的交叉点有按键按下。
- 按键定位:通过当前激活行号与被拉低列号的组合,唯一确定按键位置(如第3行第2列对应字母“F”)。
二、设计优势与局限
- 优势:
- 引脚节约:N行×M列矩阵仅需N+M个引脚检测N×M个按键(传统独立按键需N×M个引脚)。
- 成本优化:简化电路复杂度,降低硬件成本。
- 局限:
- “鬼影”现象(Ghosting):同时按下特定组合键(如矩形对角点)时,可能误触发其他按键。解决方案包括添加二极管隔离或采用全键无冲(NKRO)设计。
- 扫描延迟:逐行扫描需时间,高速场景需优化扫描算法。
三、应用场景
- 计算机键盘:PC键盘普遍采用8×16矩阵布局,通过扫描芯片(如8051 MCU)输出键码。
- 工业控制面板:嵌入式设备(如医疗仪器、工控机)通过矩阵键盘实现菜单操作。
- 游戏手柄:方向键与功能键常以矩阵形式集成,减少主控芯片引脚占用。
四、汉英术语对照
中文术语 |
英文术语 |
定义描述 |
键盘输入矩阵 |
Keyboard Matrix Circuit |
通过行列交叉点检测按键的电路布局 |
行扫描 |
Row Scanning |
控制器逐行激活线路以检测列线状态的流程 |
鬼影现象 |
Key Ghosting |
多键同时按下时因电流串扰导致的误触发问题 |
全键无冲 |
N-Key Rollover (NKRO) |
支持任意多键同时触发且无冲突的技术方案 |
参考文献
- Horowitz, P., & Hill, W. The Art of Electronics. Cambridge University Press. (电路设计基础)
- IEEE Xplore: "Keyboard Matrix Scanning Techniques for Embedded Systems". (嵌入式系统扫描技术)
- Microchip Technology. AN2782: Matrix Keypad Design Guide. (矩阵键盘设计指南)
网络扩展解释
"键盘输入矩阵"通常指嵌入式系统中常见的矩阵键盘(Matrix Keypad),它是一种通过行列交叉扫描方式检测按键输入的硬件设计。以下是综合解释:
一、基本结构
- 排列方式:按键以$m×n$的网格形式排列(如4×4),行线(Row)和列线(Column)交叉处连接按键。
- 电路连接:行线通过上拉电阻接高电平,列线作为输入信号检测端。
二、工作原理
- 静态状态:无按键时,行线保持高电平,列线因上拉电阻也处于高电平。
- 按键检测:
- 逐行扫描:依次将某一行拉低,读取列线电平。若某列为低,则判定该行该列交叉点的按键被按下。
- 消抖处理:通过软件延时或硬件电路消除机械按键的抖动干扰。
三、优势与应用
- 节省I/O资源:$m×n$矩阵仅需$m+n$个I/O口,而独立按键需$m×n$个。例如,16键键盘只需8个端口。
- 应用场景:常见于计算器、智能家居控制面板、密码锁等嵌入式设备。
四、代码逻辑示例(参考)
如搜索结果中的代码片段,核心流程包括:
- 配置行线为输出,列线为输入;
- 循环扫描每行,输出低电平并读取列值;
- 根据行列组合确定按键位置。
五、与数学矩阵的区别
需注意此处的"矩阵"是电子电路布局,与数学中的矩阵(二维数表)无直接关联。
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