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4x4 Keypad

In Mikrocontrollersystemen werden häufig Matrix-Keypads verwendet, um Geräte mit vielen Tasten – wie elektronische Schlösser oder Telefon-Tastaturen – anzusteuern, insbesondere wenn 12 bis 16 Tasten benötigt werden.

Ein Matrix-Keypad (auch als Zeilen-Spalten-Tastatur bezeichnet) besteht aus vier I/O-Leitungen für die Zeilen und vier weiteren für die Spalten. Jeder Schnittpunkt zwischen einer Zeile und einer Spalte entspricht einer einzelnen Taste, sodass insgesamt 4×4 Tasten zur Verfügung stehen. Diese Anordnung optimiert effizient die Nutzung von I/O-Ports eines Mikrocontrollers.

Die Kontakte des Keypads sind normalerweise über einen Steckverbinder zugänglich, der an ein Flachbandkabel angeschlossen oder direkt in eine Leiterplatte gesteckt werden kann. Bei manchen Keypads besitzt jede Taste einen eigenen Anschluss am Steckverbinder, wobei alle Tasten einen gemeinsamen Masseanschluss haben.

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Meist sind die Tasten jedoch in einer Matrix verschaltet, wobei jede Taste eine spezifische Verbindung zwischen einer Zeilen- und einer Spaltenleitung herstellt. Ein Mikrocontroller kann diese Tastenmatrix durch zyklisches Abtasten (Polling) auswerten, indem er nacheinander jeder der vier horizontalen Leitungen ein Ausgangssignal gibt und gleichzeitig die vier vertikalen Leitungen überprüft. So lässt sich feststellen, welche Taste gedrückt wurde. Pull-up- oder Pull-down-Widerstände sollten an den Eingängen verwendet werden, um undefinierte Zustände des Mikrocontrollers zu verhindern, wenn kein Signal vorhanden ist.

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