07 abril 2016

Teclado Matricial 4x4

Un teclado matricial es un simple arreglo de botones conectados en filas y colúmnas, de modo que se pueden leer varios botones con el mínimo número de pines requeridos. Un teclado matricial 4x4 solamente ocupa 4 lineas de un puerto para las filas y otras 4 lineas para las colúmnas, de este modo se pueden leer 16 teclas utilizando solamente 8 líneas de un microcontrolador. Si asumimos que todas las columnas y filas inicialmente están en alto (1 lógico), la pulsación de un botón se puede detectar al poner cada fila a en bajo (0 lógico) y checar cada columna en busca de un cero, si ninguna columna está en bajo entonces el 0 de las filas se recorre hacia la siguiente y así secuencialmente.

Un modo simple de detectar la tecla presionada es incrementar una variable con la cuenta de las teclas revisadas, de este modo al detectaruna pulsación el valor de la cuenta será el valor de la tecla presionada. Si al final no se presionó ninguna tecla la variable se pone a cero y la cuenta vuelve a comenzar. El puerto B del microcontrolador 16f628 (así como en el 16f877) viene preparado especialmente para el control de un teclado matricial 4x4. Para tener siempre un valor de 1 lógico en las colúmnas del teclado (parte alta del puerto B del pic) es necesario conectar resistencias de pull-up, sin embargo el puerto B cuenta con resistencias de pull-up integradas, de ese modo es posible trabajar con un teclado matricial sin necesidad de ningún componente externo.

Las resistencias de pull-up del puerto B se habilitan poniendo en 0 el bit NOT_RBPU del registro OPTION_REG.Al método aqui expuesto para detectar la pulsación de una tecla en un teclado matricial se le conoce como muestreo secuencial. Existen otros, sin embargo esté es tal vez el más sencillo. En el siguiente ejemplo cada tecla del teclado matricial tiene un valor de 0 a F, valor que se despliega en un display de 7 segmentos. El el código necesario para leer un teclado matricial con un microcontrolador pic 16f628 es el siguiente.

Programa principal:

Código para leer teclado matricial con un microcontrolador PIC


El programa principal es muy sencillo, simplemente configura el puerto A como salida, la parte baja del puerto B también como salida y la parte alta del puerto B como entrada. Además de configurar los puertos también se habilitan las resistencias de pull-up internas con la línea bcf OPTION_REG,NOT_RBPU. Después de la configuración se llama a una rutina llamada TECLADO encargada de escanear el teclado y regresar el valor de la tecla pulsada para poder desplegar el número correspondiente en un display de 7 segmentos y el programa ahí se queda en un ciclo llamando a la rutina TECLADO y después desplegando y repitiendo lo mismo cíclicamente.La rutina TECLADO escanea el teclado matricial usando el método que ya se mencionó.

Primero se carga un 0 a la primer fila, después se checa columna a columna si hay un cero, en caso de que no se detecte ningún cero, el cero de las filas se recorre y se vuelven a revisar las columnas. Si no se detectó ningún cero significa que no se presionó ninguna tecla y la rutina vuelve a comenzar. Si se detectó un cero significa que se presionó una tecla y en ese momento la salta a la rutina ANTIRREBOTES. Después de eliminar los rebotes se decodifica la tecla pulsada utilizando una tabla como la que se utilizó en el ejemplo del display de 7 segmentos.

Código para identificar tecla en un PIC

Rutina antirrebotes

Existen otros métodos de manejar teclados matriciales, pero creo que ésta es la más sencilla. Para terminar una imágen del circuito:

Esquema de teclado matricial

Descargar el código: Teclado Matricial 4x4.
 
Tomado de: http://www.circuitoselectronicos.org/2011/03/teclado-matricial-4x4.html