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4.2 Tastiera 4x4

La tastiera 4x4, nota anche come tastiera a matrice, è un insieme di 16 tasti disposti in un unico pannello.

La tastiera si trova su dispositivi che richiedono principalmente input digitali, come calcolatrici, telecomandi, telefoni a pulsanti, distributori automatici, bancomat, serrature a combinazione e serrature digitali per porte.

In questo progetto, impareremo a determinare quale tasto è stato premuto e a ottenere il valore corrispondente.

• Tastierino 4x4

• E.161 - Wikipedia

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kepler Kit	450+	Kepler Ultimate Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

SN	COMPONENTE	QUANTITÀ	LINK
1	Introduzione al Pico W	1	ACQUISTA
2	Cavo Micro USB	1
3	Breadboard	1	ACQUISTA
4	Cavi Jumper	Diversi	ACQUISTA
5	Resistenza	4(10KΩ)	ACQUISTA
6	Tastierino 4x4	1	ACQUISTA

Schema Elettrico

Sono collegati 4 resistori di pull-down a ciascuna delle colonne della tastiera a matrice, in modo che i pin G6 ~ G9 abbiano un livello basso stabile quando i tasti non sono premuti.

Le righe della tastiera (G2 ~ G5) sono programmate per andare in alto; se uno dei pin G6 ~ G9 legge alto, allora sappiamo quale tasto è stato premuto.

Ad esempio, se G6 legge alto, allora è stato premuto il tasto numerico 1; questo perché i pin di controllo del tasto numerico 1 sono G2 e G6, quando il tasto numerico 1 è premuto, G2 e G6 vengono collegati insieme e anche G6 legge alto.

Collegamenti

Per semplificare il cablaggio, nello schema sopra, la riga delle colonne della tastiera a matrice e i resistori da 10KΩ sono inseriti contemporaneamente nei fori dove sono situati i pin G6 ~ G9.

Codice

Nota

• Apri il file 4.2_4x4_keypad.py nel percorso kepler-kit-main/micropython o copia questo codice in Thonny, poi clicca su «Esegui Script Corrente» o semplicemente premi F5 per eseguirlo.

• Non dimenticare di selezionare l’interprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» nell’angolo in basso a destra.

• Per tutorial dettagliati, fai riferimento a Aprire ed Eseguire Codice Direttamente.

import machine
import time

characters = [["1","2","3","A"],["4","5","6","B"],["7","8","9","C"],["*","0","#","D"]]

pin = [2,3,4,5]
row = []
for i in range(4):
    row.append(None)
    row[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.OUT)

pin = [6,7,8,9]
col = []
for i in range(4):
    col.append(None)
    col[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.IN)

def readKey():
    key = []
    for i in range(4):
        row[i].high()
        for j in range(4):
            if(col[j].value() == 1):
                key.append(characters[i][j])
        row[i].low()
    if key == [] :
        return None
    else:
        return key

last_key = None
while True:
    current_key = readKey()
    if current_key == last_key:
        continue
    last_key = current_key
    if current_key != None:
        print(current_key)
    time.sleep(0.1)

Dopo l’esecuzione del programma, la Shell stamperà i tasti che hai premuto sulla tastiera.

Come funziona

import machine
import time

characters = [["1","2","3","A"],["4","5","6","B"],["7","8","9","C"],["*","0","#","D"]]

pin = [2,3,4,5]
row = []
for i in range(4):
    row.append(None)
    row[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.OUT)

pin = [6,7,8,9]
col = []
for i in range(4):
    col.append(None)
    col[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.IN)

Dichiara ciascun tasto della tastiera a matrice nell’array characters[] e definisci i pin su ogni riga e colonna.

last_key = None
while True:
    current_key = readKey()
    if current_key == last_key:
        continue
    last_key = current_key
    if current_key != None:
        print(current_key)
    time.sleep(0.1)

Questa è la parte della funzione principale che legge e stampa il valore del tasto.

La funzione readKey() leggerà lo stato di ogni tasto.

Le istruzioni if current_key != None e if current_key == last_key vengono utilizzate per verificare se un tasto è stato premuto e lo stato del tasto premuto. (Se premi '3' mentre hai già premuto '1', la verifica sarà valida.)

Stampa il valore del tasto premuto attualmente quando la condizione è valida.

L’istruzione last_key = current_key assegna lo stato di ogni verifica a un array last_key per facilitare il prossimo ciclo di verifica condizionale.

def readKey():
    key = []
    for i in range(4):
        row[i].high()
        for j in range(4):
            if(col[j].value() == 1):
                key.append(characters[i][j])
        row[i].low()
    if key == [] :
        return None
    else:
        return key

Questa funzione assegna un livello alto a ciascuna riga a turno, e quando viene premuto il tasto, la colonna in cui si trova il tasto ottiene un livello alto. Dopo che il ciclo a due livelli è stato verificato, il valore del tasto il cui stato è 1 viene memorizzato nell’array key .

Se premi il tasto '3':

row[0] viene impostato su livello alto, e col[2] ottiene livello alto.

col[0], col[1], col[3] ottengono livello basso.

Ci sono quattro stati: 0, 0, 1, 0; e scriviamo '3' in pressed_keys.

Quando row[1] , row[2] , row[3] sono impostati su livello alto, col[0] ~ col[4] ottengono livello basso.

Il ciclo si ferma, e ritorna key = '3'.

Se premi i tasti '1' e '3', ritornerà key = ['1','3'].