## 项目33 密码锁

**1. 项目介绍：**

常用的数字按钮传感器，一个按钮就使用一个IO口，而有时我们需要的按钮比较多时，就会占用过多的IO口，为了节省IO口的使用，把多个按钮做成了矩阵类型，通过行列线的控制，实现少IO口控制多个按钮。

在本项目中，我们将来学习ESP32和薄膜4*4矩阵键盘控制舵机和蜂鸣器。

**2. 项目元件：**

|![Img](./media/afc52f6616725ba37e3b12a2e01685ad.png)|![Img](./media/a2aa343488c11843f13ae0413547c673.png)|![Img](./media/bf6d1660c4a52edca11f5a7763edfc19.png)|
| :--: | :--: | :--: | 
|ESP32*1|面包板*1|舵机*1|
|![Img](./media/f24b38efbf074e280038b7cc3584a197.png)|![Img](./media/2266d29566a875c35c2bd4be3e4a23f8.png)|![Img](./media/4107849550a2c6d09592b2a28e291b54.png) |
|薄膜4×4矩阵键盘*1|USB 线*1| 跳线若干| 
|![Img](./media/6c3a06627faa0d87dd69cbd361929240.png)|![Img](./media/a802ce7dc086858873e587c19b45578d.png)|![Img](./media/a487df5effb3b0ae28e7601cad88c97b.png)|
|NPN型晶体管(S8050)*1|有源蜂鸣器*1|1KΩ电阻*1|

**3. 元件知识：**

**薄膜4×4矩阵键盘：** 键盘是一种集成了许多键的设备。如下图所示，一个薄膜4x4键盘集成16个键。

![Img](./media/f24b38efbf074e280038b7cc3584a197.png)

与LED矩阵集成一样，在薄膜4x4矩阵键盘中，每排键都是用一根引脚连接，每一列键都是一样的。这样的连接可以减少处理器端口的占用。内部电路如下所示。

![Img](./media/45d094d91edf32da8270ad56605aaf3d.png)  

使用方法类似于矩阵LED，即使用行扫描或列扫描方法检测每列或每行上的键的状态。以列扫描法为例，向第4列(Pin4)发送低电平，检测第1、2、3、4行电平状态，判断A、B、C、D键是否按下。然后依次将低电平发送到列3、2、1，检测是否有其它键被按下。然后，你可以获得所有键的状态。

**4. 读取薄膜4*4矩阵键盘的键值：**

我们首先使用一个简单的代码读取薄膜4*4矩阵键盘的键值并将其打印出来，其接线图如下所示：

![Img](./media/32c62713f683fa76387e0e601584d300.png)

**代码说明**

![Img](./media/img-20241029115721.png)

初始化薄膜4*4矩阵键盘的行管脚和列管脚，定义键盘，等等。

![Img](./media/img-20241029115840.png)

获取薄膜4*4矩阵键盘的按键值。

你可以打开我们提供的代码，也可以自己编写代码，其如下：

1. 从 “![Img](./media/img-20241023140031.png)” 拖出 “![Img](./media/img-20241023140106.png)”。

2. 从 “![Img](./media/img-20241023140218.png)” 拖出 “![Img](./media/img-20241023140243.png)” 放入 “![Img](./media/img-20241023140106.png)”，设置波特率为 115200 。

3. 从 “![Img](./media/img-20241029130221.png)” 拖出 “![Img](./media/img-20241029130159.png)” ，行管脚分别为：22、21、19、18；列管脚分别为：17、6、4、0 。

4. 先从 “![Img](./media/img-20241023140218.png)” 拖出 “![Img](./media/img-20241029130617.png) ”，再从 “![Img](./media/img-20241029130221.png)” 拖出 “![Img](./media/img-20241029130705.png)” 。

5. 从 “![Img](./media/img-20241023140031.png)” 拖出 “![Img](./media/img-20241029134512.png)”，设置延时为500毫秒。

完整代码：

![Img](./media/img-20241029130832.png)

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，单击图标 ![Img](./media/img-20241023142105.png) 进入串行监视器，设置波特率为 <span style="color: rgb(255, 76, 65);">115200</span>。你会看到的现象是：按下薄膜4×4矩阵键盘上的按键，串口监视器窗口将打印对应的键值，如下图所示。

![Img](./media/img-20241029131306.png)

**5. 密码锁的接线图：**

在上一实验中，我们已经知道了薄膜4×4矩阵键盘的键值，接下来，我们使用薄膜4×4矩阵键盘作为键盘来控制舵机和蜂鸣器。

![Img](./media/ff56adda27d93207163377bd85861a84.png)

**6. 项目代码：**

![Img](./media/img-20241031155757.png)

**7. 项目现象：**

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，你会看到的现象是：用手按下薄膜4*4矩阵按键盘上的按键 “ 3 ” ，舵机会转动180°角度，蜂鸣器鸣叫；然后松开，舵机又回到原来的位置，蜂鸣器不鸣叫。

![Img](./media/d0bd64ec0283d670b3eae0dc99c63720.png)