Win10 IoT C#开发 6 - 4x4矩阵键盘扫描
Windows 10 IoT Core 是微软针对物联网市场的一个重要产品，与以往的Windows版本不同，是为物联网设备专门设计的，硬件也不仅仅限于x86架构，同时可以在ARM架构上运行。
上一章我们讲了 Win10 IoT 如何对本地 IoT 设备内嵌 SQLite 数据库进行 CURD 操作 ，这章我们来学习如何使用 GPIO Pin 扫描4x4矩阵键盘按键状态。如果对安装部署过程还不熟悉可以参考前几篇文章，Raspberry安装 IoT系统及搭建开发环境(http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5562120.html)，创建 IoT应用及三种部署方法(http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5637983.html)。
准备工作:
刷好Win 10 IoT Core系统的 Raspberry Pi 2
部署Visual Studio 2015开发环境的PC
4x4矩阵键盘
GPIO扩展板
IDC排线
杜邦线
面包板
实验目标： 在4x4矩阵键盘上按下按键后，在程序界面上显示对应的按键字符。
1.安装元器件
首先将 GPIO扩展板 安装到面包板上，再通过 IDC排线 与 Raspberry Pi 2 的 GPIO 接口连接。
4x4矩阵键盘电路图
行线R0-3分别与Pin5、Pin6、Pin13、Pin19 引脚连接。
列线C0-3分别与Pin12、Pin16、Pin20、Pin21 引脚连接。
2.编写代码
打开 VS 2015 点击 New Project 在Visual C# -> Windows -> Universal 中找到 Blank App (Universal Windows) 项目模板，选中模板输入项目名称后点击OK按钮创建项目。
项目创建完成后，在Reference Manager Extensions中 勾选Windows IoT Extensions for the UWP 添加 IoT扩展。
程序启动后获取默认GPIO控制器，对引脚进行初始化。
行线R0-3设置为输入端，20ms延时消抖，检测到高电平认为有按键按下，对列线逐一扫描确认。
列线C0-3设置为输出端高电平。
键码映射表如下
行线R0-3对应键码低4位。
列线C0-3对应键码高4位。
这里为了简便把MainPage.cs作为ViewModel，来实现INotifyPropertyChanged接口完成一个简易的MVVM框架。
代码如下:
namespace CloudTechIot6 { //http://www.cnblogs.com/cloudtech //cloudtechesx@gmail.com public sealed partial class MainPage : Page, INotifyPropertyChanged { #region Fileds //GPIO控制器 //Gpio Controller private GpioController _gpioController; //引脚集合 //Pin Collection private GpioPin[] _pins; //键码表 //KeyCode Table private Dictionary<byte, char> _keyMaps; private bool _initCompleted; #endregion #region Events public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged; #endregion #region Properties private string _msg; //键码 //Key Code public string Msg { get { return _msg; } set { _msg = value; OnPropertyChanged(this, new PropertyChangedEventArgs("Msg")); } } public string FreshTime { get { return _freshTime; } set { _freshTime = value; OnPropertyChanged(this, new PropertyChangedEventArgs("FreshTime")); } } private string _freshTime; #endregion #region Constructor public MainPage() { this.InitializeComponent(); this.DataContext = this; _initCompleted = false; _keyMaps = new Dictionary<byte, char>(); InitKeyMaps(); //获取默认GPIO控制器 //Get Default Gpio Controller _gpioController = GpioController.GetDefault(); if (null == _gpioController) { throw new Exception("GpioController init failed"); } //初始化 GPIO Pin //Init GPIO 引脚 _pins = new GpioPin[] { _gpioController.OpenPin(5), _gpioController.OpenPin(6), _gpioController.OpenPin(13), _gpioController.OpenPin(19), _gpioController.OpenPin(12), _gpioController.OpenPin(16), _gpioController.OpenPin(20), _gpioController.OpenPin(21) }; for (int i = 0; i < 8; i++) { //设置为输入并监听引脚电平变化 //set input mode and listen pin level change if (i < 4) { _pins[i].SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Input); _pins[i].DebounceTimeout = TimeSpan.FromMilliseconds(20); _pins[i].ValueChanged += (GpioPin sender, GpioPinValueChangedEventArgs args) => { lock (this) //高电平 //high level if (_initCompleted && GpioPinEdge.RisingEdge == args.Edge) //扫描列线 //scan column pin for (int j = 4; j < 8; j++) { _pins[j].Write(GpioPinValue.Low); if (GpioPinValue.Low == sender.Read()) { //获取生成键码并输出到界面 //generate keycode and print on UI Msg = _keyMaps[(byte)((1 << ToIndex(sender)) | (1 << j))].ToString(); FreshTime = DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"); _pins[j].Write(GpioPinValue.High); break; } _pins[j].Write(GpioPinValue.High); } }; } //设置为输出高电平 //set output high level else { _pins[i].SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output); _pins[i].Write(GpioPinValue.High); } } Msg = "Push Button"; //初始化完成 //initialize completed _initCompleted = true; } #endregion #region Methods //MVVM依赖属性通知事件 private async void OnPropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e) { await this.Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.Normal, () => { PropertyChanged?.Invoke(sender, e); }); } //初始化键码表 //initialize keycode private void InitKeyMaps() { _keyMaps.Add(0x88, '1'); _keyMaps.Add(0x84, '2'); _keyMaps.Add(0x82, '3'); _keyMaps.Add(0x81, 'A'); _keyMaps.Add(0x48, '4'); _keyMaps.Add(0x44, '5'); _keyMaps.Add(0x42, '6'); _keyMaps.Add(0x41, 'B'); _keyMaps.Add(0x28, '7'); _keyMaps.Add(0x24, '8'); _keyMaps.Add(0x22, '9'); _keyMaps.Add(0x21, 'C'); _keyMaps.Add(0x18, '*'); _keyMaps.Add(0x14, '0'); _keyMaps.Add(0x12, '#'); _keyMaps.Add(0x11, 'D'); } //获取行线索引 //get row pin index private int ToIndex(GpioPin pin) { int result = -1; for (int i = 0; i < _pins.Length; i++) { if (pin.Equals(_pins[i])) { result = i; break; } } if (0 > result) { throw new Exception("Unknow Pin Index"); } else { return result; } } #endregion } }
3.调试代码
为Raspberry连接电源及网线，连接HDMI显示器。接通电源待系统启动完成后显示器上会显示当前IoT设备的IP地址。
在 Visual Studio 2015 的工具栏中选择 Remote Machine 进行调试，IP地址输入设备对应地址。点击运行后会自动部署到设备上。
这里要注意平台要选择ARM。
程序启动后按下4x4矩阵键盘上的按键后，程序界面上显示对应的按键字符，与预期结果一致。
到这里C#操作 Win10 IoT设备的4x4矩阵键盘过程就完成了，如果对代码有优化的建议，欢迎留言或发邮件给我(cloudtechesx@gmail.com)。也可以扫描下面的二维码加我的微信号查看以前的文章。
完整项目源码 GitHub https://github.com/CloudTechx/CloudTechIot 的 CloudTechIot6 目录下。
Win10 IoT C#开发 1 - Raspberry安装IoT系统及搭建开发环境 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5562120.html
Win10 IoT C#开发 2 - 创建基于XAML的UI程序 及 应用的三种部署方法 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5637983.html
Win10 IoT C#开发 3 - GPIO Pin 控制发光二极管 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5617902.html
Win10 IoT C#开发 4 - UART 串口通信 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5518306.html
Win10 IoT C#开发 5 - 操作 IoT 设备内嵌 SQLite 数据库 CURD http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5657123.html
