客制化键盘设计

设计布局

这个网站 可以在线设计布局，设计完成之后可以复制 Raw Data 来进行下一步。

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1
2
3
4
5
6
["Esc",{x:1},"F1","F2","F3","F4",{x:0.5},"F5","F6","F7","F8",{x:0.5},"F9","F10","F11","F12",{x:0.25},"PrtSc","Scroll Lock","Pause\nBreak"],
[{y:0.5},"~\n`","!\n1","@\n2","#\n3","$\n4","%\n5","^\n6","&\n7","*\n8","(\n9",")\n0","_\n-","+\n=",{w:2},"Backspace",{x:0.25},"Insert","Home","PgUp",{x:0.25},"Num Lock","/","*","-"],
[{w:1.5},"Tab","Q","W","E","R","T","Y","U","I","O","P","{\n[","}\n]",{w:1.5},"|\n\\",{x:0.25},"Delete","End","PgDn",{x:0.25},"7\nHome","8\n↑","9\nPgUp",{h:2},"+"],
[{w:1.75},"Caps Lock","A","S","D","F","G","H","J","K","L",":\n;","\"\n'",{w:2.25},"Enter",{x:3.5},"4\n←","5","6\n→"],
[{w:2.25},"Shift","Z","X","C","V","B","N","M","<\n,",">\n.","?\n/",{w:2.75},"Shift",{x:1.25},"↑",{x:1.25},"1\nEnd","2\n↓","3\nPgDn",{h:2},"Enter"],
[{w:1.25},"Ctrl",{w:1.25},"Win",{w:1.25},"Alt",{a:7,w:6.25},"",{a:4,w:1.25},"Alt",{w:1.25},"Win",{w:1.25},"Menu",{w:1.25},"Ctrl",{x:0.25},"←","↓","→",{x:0.25,w:2},"0\nIns",".\nDel"]

然后在 这个网站 可以生成定位板, 只需要把上面一个网站生成的代码复制进去就可以了。

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然后在 这个网站 可以生成电路图

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也可以自己手动更改行和列。

设计pcb

我们使用立创EDA作为入门的软件。类似的设计pcb的软件有

  1. KiCad：KiCad是一个跨平台的开源电子设计自动化软件套件，提供原理图设计、PCB设计、3D视图、BOM生成等功能。
  2. FreePCB：FreePCB是一个简单易用的PCB设计软件，它提供单面、双面、四层PCB设计功能，支持常见的元器件库。
  3. gEDA：gEDA是一个完全的电子设计自动化软件套件，包括原理图编辑器、PCB设计软件、仿真工具和其他辅助工具。
  4. PCB：PCB是一个开源的PCB设计软件，它提供了用户友好的GUI界面和强大的功能，支持双面、多层板设计。

然后我们新建一个工程

设计原理图

我们可以借鉴开源的原理图。

首先点立创的图标进入官网，然后点击广场就进入了开源的广场。搜索键盘。寻找类似的配列的开源项目。

然后点击在编辑器中打开，就可以导入工程了。

主控

型号可以选择 GA32U4-AU

操作技巧

  • 鼠标右键移动页面，滚轮可以缩放
  • 双击然后del可以删除网格
  • 连线的时候右键取消，双击选中线然后del可以删除
  • 双击选中后，按空格可以旋转方向

更改大小

点击边框，在右边属性页面更改长和宽

基础元件

VCC 是电源(正极)，GND 是地线

ATMEGA32U4

主控是 ATMEGA32U4，可以在元器库里面找到，点击防止就可以放在工程里面了。推荐AU封装的，容易焊接。

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两边的数字是针脚。

TYPE-C-31-M-12

然后我们还需要typec接口

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音量旋钮

EC11N1525404

OLED屏幕

FPC1.0mmpitch10PH2.5mmPull the next type 通过这个连接器连接OLED屏幕，0.91寸

OLED UG-2864HSWEG01

主控连线

电源

首先连 Vcc 的接出来，还有7号 VBus (2,14,34,24,44) 连上正极(VCC).

42号引脚用不到，我们可以用 X 叉掉

RESET

把RESET练出来，分2根线。一根接标签为 RESET 的网名，另一个接电阻 RC0805FR-0710KL , 电阻后再连 VCC

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然后电阻到中间节点的地方接出去一个开关 SWITCH3x4x2 然后开关网上接地线GND

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晶振

16,17 号根据手册要接出来晶振 XSHEELNAN 要 16mhz的，还需要2个电容 0805CG220J 要 22pF 的 最后接地。

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D+,D-

给他们标上对应的网名.

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地线

把UCap 连接一个电容 CL21B105KB 要 1uF 的， 和(5,15,23,35,43) 接地

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然后我们接右边

行

41-36 分别是 ROW0-ROW5 , 打上网名标签 它是和我们键的每一行对应的.

然后 1 号连大写锁定, 打上标签 CAPLED

33 是接一个10k欧的电阻，然后接地，这是手册要求的。

然后从 32 开始就是列标签 从 COL0-COL16, 最后一个做RGB

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上面我们还需要4个100nF的电容 0805B104J500NT 和一个470nF的电容 0805B474K500NT

其中470对应2号，其余是对应14,34,24,44

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USBC连线

连 A7,B7. 然后连 A6,B6

然后B1和左上口连接GND，A12和右上口连接GND

B4和A9接VCC

B12和A4类似B1和A12接GND

B9,A4 接VCC

其他口我们打叉

然后上面接出一个22欧的电阻 RC0805FR-0722RL 下面也需要。上面连 D- 下面连 D+

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CAPLED

用 RT0805BRD071KL 的1000欧的电阻，还有LED灯的元件 204-10SURD/S530-A3-L

灯的位置旋转为斜向下. VCC从灯进，然后电阻出来接CAPLED标签。

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矩阵映射

我们要用凯华轴座的原理图 凯华轴座+3538反贴灯 使用 LAN_23333 的方案

然后需要二极管 1N4148W 是 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD

然后我们需要 排针3P 用 goodhello 的方案

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这是第一个的例子，注意是没有点的。

这个是最后一个排针的接法

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最后是这样子

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布线

然后点原理图转PCB就可以了，单位选择 mil

网格大小调成 93.752 栅格大小也调成这个， alt调成 5.906

然后导入定位板的 dxf 文件, 选择边框层

选中后，可以再工具里找布局传递

查找所有相似对象，然后把轴座锁定。然后把定位板切割的部分删掉

布线的时候设置成 23.438 可以看清网格.

设计定位板

M2螺丝是用2mm的螺丝直径，我们在定位板上可以画 2.2 mm 直径的孔，预留上下2mm我们的固定的槽可以是6.2mm 的

轴座孔到边缘要预留 2.8-3.1mm 的缝隙 可以选择3mm

预订和购买

PCB零件: 这个网站 还有这个

PCB设计

PCB的结构是，上下两层是铜，中间一层是FR4，是绝缘的。这是最基础的两层板。如果需要4层，6层可以一次叠加，中间加入半预制片，也是绝缘的。

阻焊

铜板上的一层油漆是阻焊层，是保护电路结构的

阻焊层上面还有一层丝印，它上面印上了字。我们称之为位号。

GERBER文件

这个是光绘文件。把这个给生产厂，它就会给你制作出一个胶片出来。然后通过紫外光照射，可以把我们想要裸露的部分给镂空。然后进行蚀刻。然后合压。

基础工艺标准

  • 板厚: 0.8mm,1.0,1.2,1.6,2.0mm
  • 走线宽度: 0.1mm
  • 钻孔内径，外径 0.2mm,0.45mm
  • 走线间距 0.1mm
  • 铜厚 1oz,2oz
  • 丝印字符 0.8mm

PCB的组件

元件

是我们画出来的，或者是下载下来的

原件是放在 pcblib 里面的，叫做pcb引脚库

元件有pad，也叫做焊盘

外框是防止芯片之间发生空间上的干涉

布线

就是走线

有时候为了使得信号到达时间一样，会采取蛇皮走线来保证长度一样。

布局

pcb器件之间的摆放关系

  1. 由前后板连接方式决定
  2. 信号的走向决定

在板层数比较多的时候需要叠层设计。

原理图

走线和元件是根据原理图来设定的

原理图由元器件，导线，还有网名构成。网名是连线的网络的名称(netlabel)。因为如果线都画出来在一起，你是没有办法看的。如果把要连接在一起的元器件的网络起名字就会很方便。

还可以标注注释。

还有差分线指示符。

元件库

元件是从元件库里来的 schlib

单片机

组成

时钟电路用 XTAL1,XTAL2 来表示

其他还有 CPU，ROM，RAM

定时器 T0,T1

并行接口 P0,P1,P2,P3

串行接口 TXD,RXD

中断系统 INT0,INT1

VCC口接 5V电源， GND接地

IO口

P开头的是IO口，通常有第二功能

  • RXD 串行口输入端
  • TXD 串行口输出端
  • INT0 外部中断0请求输入端
  • INT1 外部中断1请求输入端
  • T0，T1 计数器输入端
  • WR 外部数据存储器写信号
  • RD 外部数据存储器读信号

RESET

设计电路使得它高电平一段时间就可以出发复位

CAD

按住shift然后右键进入对象捕捉设置，把中点勾选上。

快捷操作

  • 直线 L
  • 平移 鼠标中键
  • 圆 C
  • 修剪 TR
  • 复制 CO
  • 镜像 MI
  • 删除 E
  • 旋转 RO
  • 偏移边 O
  • 弧形 A
  • 量尺寸 DI
  • 移动 M

可以输入 100 来画一个100毫米的线

操作：

  • F8 锁定水平或者垂直
  • 点击空格，右键确定