矩阵按键检测与LED控制
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。提示：这里对文章进行总结：例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。
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提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档
前言
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。
一、矩阵案件原理图
如下图所示，矩阵按键可以节省IO口资源，通过8个IO口可以控制16个按键
假设，刚开始行(ROW)为推挽输出的挽（低电平状态），列(COL)为上拉输入（高电平状态）
在前面的GPIO输出模式中分析了，如果是输出模式分为推挽输出和开漏输出，这里还是选择用推挽输出，并且是“挽（输出低电平）”，因为挽是将外部电流吸入到GND，将电压拉低。而“推（输出高电平）”，从VCC向外推送电流，将电压推高。
GPIO输入模式有四种，浮空、上拉、下拉，模拟。上拉模式（即默认高电平），在MCU的这个引脚内部，有一个上拉电阻连接到VCC，在这个引脚没有任何操作的情况下，仍然稳定的保持在高电平状态。
假设S6按键按下，开关导通，KROW_2输出的低电平会将KCOL_2的高电平拉低，MCU发现KCOL_2从高电平变成低电平，由此判断出KCOL_2有按键按下，但是无法确定是S2、S6、S10、S14哪一个
检测到列后，MCU会检测行
所以，反转状态，将行(ROW)设为上拉输入，列(COL)设为推挽输出，找出是哪一行被按下，由行和列就可以锁定这个按键
二、代码实现
- 对按键初始化
（1）刚开始状态：行作为推挽输出，列作为上拉输入，检测列
（2）然后反转状态：行作为上拉输入，列作为推挽输出，检测行。 - 对LED初始化
- 写点亮LED的函数和熄灭LED的函数
- 主函数：
（1）检测列，如果某一列从1变成0，说明此列有按键按下，用一个值记录是哪一列，如果啥都没有检测到，就熄灭LED
（2）检测行，如果某一行从1变成0，说明此行有按键按下，用一个值记录是哪一行，如果啥都没有检测到，就熄灭LED
（3）根据检测到的行列，点亮对应的LED
下图是之前写的对LED初始化，但是这个代码效率不高，可以将其改一下，
//修改后的代码：
void gpio_led_config(){
//1.打开GPIOC、GPIOD时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
//2.配置LED的电源开关为推挽输出
gpio_mode_set(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED_SW);
gpio_output_options_set(GPIOC, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED_SW);
// 3.一次性配置LED的八个引脚
uint32_t all_led_pins = LED1 | LED2 | LED3 | LED4 | LED5 | LED6 | LED7 | LED8;
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, all_led_pins );
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, all_led_pins );
//4.打开LED电源开关
gpio_bit_reset(GPIOC, LED_SW); //低电平导通
//5.初始化关闭所有LED
LED_OFF();
}
完整代码：
#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"
// PE8 9 10 11 ROW1 ROW2 ROW3 ROW4
// PE12 13 14 15 COL1 COL2 COL3 COL4
#define ROW1 GPIO_PIN_8
#define ROW2 GPIO_PIN_9
#define ROW3 GPIO_PIN_10
#define ROW4 GPIO_PIN_11
#define COL1 GPIO_PIN_12
#define COL2 GPIO_PIN_13
#define COL3 GPIO_PIN_14
#define COL4 GPIO_PIN_15
#define LED_SW GPIO_PIN_6
#define LED1 GPIO_PIN_8
#define LED2 GPIO_PIN_9
#define LED3 GPIO_PIN_10
#define LED4 GPIO_PIN_11
#define LED5 GPIO_PIN_12
#define LED6 GPIO_PIN_13
#define LED7 GPIO_PIN_14
#define LED8 GPIO_PIN_15
void gpio_led_config()
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
gpio_mode_set(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED_SW);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED1);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED2);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED3);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED4);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED5);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED6);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED7);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, LED8);
gpio_output_options_set(GPIOC, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED_SW);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED1);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED2);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED3);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED4);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED5);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED6);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED7);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, LED8);
gpio_bit_reset(GPIOC, GPIO_PIN_6); // 打开LED的开关（低电平导通）
}
// 行做输出（推挽），列做输入（上拉），检测列
void gpio_rowout_colin()
{
// 1. 初始化时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE);
// 2. 输出模式 行输出推挽
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, ROW1);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, ROW2);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, ROW3);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, ROW4);
// 3. 输入模式 列做输入 GPIO_PUPD_PULLUP 表示上拉输入
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, COL1);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, COL2);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, COL3);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, COL4);
// 4. 行输出做推挽
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, ROW1);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, ROW2);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, ROW3);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, ROW4);
}
// 行做输入（上拉），列做输出（推挽），检测行
void gpio_rowin_colout()
{
// 1. 初始化时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE);
// 2. 输出模式 列输出推挽
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, COL1);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, COL2);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, COL3);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, COL4);
// 3. 输入模式 行做输入 GPIO_PUPD_PULLUP 表示上拉输入
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, ROW1);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, ROW2);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, ROW3);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, ROW4);
// 4. 列输出做推挽
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, COL1);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, COL2);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, COL3);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, COL4);
}
void led_running(uint8_t row, uint8_t col)
{
if (row == 1)
{
switch(col)
{
case 1:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED1); // 点亮LED1（低电平亮灯）
break;
case 2:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED2); // 点亮LED2（低电平亮灯）
break;
case 3:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED3); // 点亮LED3（低电平亮灯）
break;
case 4:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED4); // 点亮LED4（低电平亮灯）
break;
}
}
if (row == 2)
{
switch(col)
{
case 1:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED5); // 点亮LED5（低电平亮灯）
break;
case 2:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED6); // 点亮LED6（低电平亮灯）
break;
case 3:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED7); // 点亮LED7（低电平亮灯）
break;
case 4:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED8); // 点亮LED8（低电平亮灯）
break;
}
}
if (row == 3)
{
switch(col)
{
case 1:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED8); // 点亮LED5（低电平亮灯）
break;
case 2:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED7); // 点亮LED6（低电平亮灯）
break;
case 3:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED6); // 点亮LED7（低电平亮灯）
break;
case 4:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED5); // 点亮LED8（低电平亮灯）
break;
}
}
if (row == 4)
{
switch(col)
{
case 1:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED4); // 点亮LED5（低电平亮灯）
break;
case 2:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED3); // 点亮LED6（低电平亮灯）
break;
case 3:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED2); // 点亮LED7（低电平亮灯）
break;
case 4:
gpio_bit_reset(GPIOD, LED1); // 点亮LED8（低电平亮灯）
break;
}
}
}
void LED_OFF()
{
gpio_bit_set(GPIOD, LED1); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED2); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED3); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED4); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED5); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED6); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED7); // 高电平灭灯
gpio_bit_set(GPIOD, LED8); // 高电平灭灯
}
int main(void)
{
uint8_t row_state;
uint8_t col_state;
// 系统滴答定时器配置（必须存在）
systick_config();
// 初始化LED灯的电路
gpio_led_config();
while(1)
{
gpio_rowout_colin(); // 先判断列（行出列入） 电平是0表示列中有按键按下
if (gpio_input_bit_get(GPIOE, COL1) == 0)
{ // 第一列有按键按下
col_state = 1;
}else if (gpio_input_bit_get(GPIOE, COL2) == 0)
{
col_state = 2;
}else if (gpio_input_bit_get(GPIOE, COL3) == 0)
{
col_state = 3;
}else if (gpio_input_bit_get(GPIOE, COL4) == 0)
{
col_state = 4;
}else
{
row_state = 0;
col_state = 0;
LED_OFF();
continue;
}
gpio_rowin_colout(); // 判断行（行入列出）
if (gpio_input_bit_get(GPIOE, ROW1) == 0)
{ // 第一列有按键按下
row_state = 1;
}else if (gpio_input_bit_get(GPIOE, ROW2) == 0)
{
row_state = 2;
}else if (gpio_input_bit_get(GPIOE, ROW3) == 0)
{
row_state = 3;
}else if (gpio_input_bit_get(GPIOE, ROW4) == 0)
{
row_state = 4;
}else
{
row_state = 0;
col_state = 0;
LED_OFF();
continue;
}
led_running(row_state, col_state);
}
}
2.读入数据
代码如下（示例）：
data = pd.read_csv(
'https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1283/adult.data.csv')
print(data.head())
该处使用的url网络请求的数据。
总结
提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。
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