本帖最后由 flyfox 于 2017-10-11 10:20 编辑
玩键盘的猫，飞线版60键盘。
这篇文章是我做飞线60键盘的记录，为了纪念这美好的时刻，于是我给键盘起了个名字叫贱猫60，简称jm60 。在做之前百度了很多相关资料，加上自己的理解，于是做成了下面这个家伙。 这篇文章，不算是教程，算是一个分享吧，没准还有些认知错误。文章先对一些键盘常见概念进行介绍，都是一己之见，然后分享了jm60的制作过程。
--------------------------------------------------------------------------------- 前言 一个偶然的机会，了解到了 Arduino Pro Micro，就是下面这个东西。Arduino Pro Micro采用的32u4主控芯片，和gh60相同，这就意味着Pro Mirco可以使用gmk开源代码。再加上网上有好多大佬飞线做键盘的教程，于是产生了飞线做一个60%键盘的想法。
开关和按钮按钮，两态，按住触发，松开恢复，常见的按钮使用的是常开触点，按下后闭合。 开关，两态，但是两态可以自保持，人为干预可以切换状态。 这里不考虑多态开关。所以根据我的观点机械键盘的轴体应该是一种按钮。
上拉电阻 下图就是矩阵键盘用到的基本原理，电阻R就是上拉电阻，左侧是主控芯片的IO接口，当按钮断开，IO接收到高电平，当按钮闭合，IO电压被拉低，变成了低电平。矩阵键盘就是用了这个原理检测按键是否被按下。
32U4芯片IO引脚内置了上拉电阻，可以通过编程控制是否启用上拉电阻，默认处于启用状态，启用上拉电阻之后就变成了这个效果。
矩阵键盘 按钮状态变化是一种开关量输入，可以使用芯片的IO引脚直接接开关量输入，检测按钮状态。对于Pro Mirco来说，他有18个io，可以接18个按钮。照这个思路，做一个104键盘的话，呵呵~~ 矩阵键盘，采用矩阵扫描的方式来检测按键输入，扫描过程有行扫描和列扫描两种，本质上没有区别，常见键盘基本上都是矩阵键盘。 下图是一个4*4的矩阵示意图，PD0-PD3做行。PD4-PD7做列。行扫描就是逐行检测矩阵键盘的按键状态。扫描过程是，首先初始化引脚状态，行列所有引脚全都置成高电平。然后将第一行PD0置成低电平，如果此时K1处于按下状态则，就会检测到PD5的状态变为低电平，对应数值为0。然后重新初始化，扫描第二行，依次下去，直到扫描完所有行，这样就能检测到所有按键状态。
上面是一个4*4矩阵，最多可以接入16个按键，Pro Mirco有18个io，所以理论上可以做9*9矩阵，最多可以接81个按键。
二极管的作用 当下图连线相关的K2，K3，K4同时被按下的时候，就会导致PD0和PD5处于连通状态，从而扫描程序会识别成K1也是按下的，这样就导致了矩阵键盘识别错误。这个时候为了避免这种情况，我们需要在每个按钮上都接一个二极管。
二极管具有单向导通特性，增加二极管之后，还是K2，K3，K4按钮同时按下的情况，则PD5和PD0之间的通路就被K4上的二极管给断开了。这样就避免了按键误判。
配列 我理解配列是一种设置，矩阵键盘的按键定义。
层 键盘配列里面层的概念，类似于作图软件的图层。本质上是分时复用键盘按键，通过层设置可以实现在不同情况下一个按键对应不同的键值，同一时刻只使用其中一个按键层。层有多种切换方式，常见的就是fn层，按下fn之后，再按下的按键就被识别成了fn层设置的键值。
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制作过程 Pro Mirco主控飞线制作无灯版60%键盘，开始。 材料 主要材料如下表，键盘pcb和定位板从104键盘上切割，卫星轴从104键盘上拆得。
切割这一次是照着GH60做的键盘，GH60的按键布局和标准104键盘的主键盘区域是一样的。手头上有一把国产104键盘，键盘使用的铝合金上盖，铝合金定位板非常适合手工切割。 开始，切定位板。
切pcb
打磨手工切割误差还是比较大的，为了避免切了之后尺寸不合适，切割的时候比实际需要的要大一些，然后使用锉刀分别对切好的pcb和定位板进行打磨，边打磨边比对大小。
打磨后试装pcb。
打磨后整体试装，整体试装的时候需要给边角轴体上键帽，确保外壳不卡键帽，这一点很重要。
打孔GH60使用螺丝定位PCB板，切割好的PCB和钢板孔位都是不配套的，所以要自己打孔。这里PCB使用的手动钻，定位板使用的是电动钻。
打孔后，上螺丝，孔位刚好。
定位板，需要大约4mm的孔，电钻没有那么大的钻头，我先用电钻打了2mm的孔位，然后又用小钢锉扩孔，下面是2mm的效果，手工扩孔之后各种不规则了。。。
上轴 上轴，来吧。
装Pro Mirco Pro Mirco引脚定义如下。
轴体装好之后，开始给键盘焊接主控。为了少飞线，尽量保留原来键盘的矩阵设计。但原来键盘使用的是5*14的矩阵，需要19个IO，而pro micro只有18个，实际上键盘只有61个按键，5*13=65足够了，这里说的列是根据矩阵接线说的，而不是按键的物理位置，实际上第14列只有3个按键，我把这3个按键挪动到前面没有使用的位置上。开始，美工刀切断电路，改线。另外电路板打孔的时候，正好有2个孔的位置是二极管，这里二极管飞线绕行。
飞线安装pro micro，为了方便接线，定义行列引脚如下。 行引脚定义 row: 0 1 2 3 4 pin : D3 D2 D1 D0 D4
列引脚定义 col: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pin: C6 D7 E6 B4 B5 B6 B2 B3 B1 F7 F6 F5 F4
焊接后连线。
改造软件硬件准备好之后，开始改造软件，在tmk开源代码中，以GH60代码为基础进行修改。复制keyboard下面的gh60文件夹，修改为jm60，ps：这里用的是Ubuntu系统。
下面开始对代码进行修改 先修改config.h，修改矩阵为5行，13列。
修改keymap_common.h 文件，更改按键映射关系。更改KEYMAP部分，改成5*13的矩阵，正好用满了这些按键。
然后修改，矩阵扫描程序matrix.c * row: 0 1 2 3 4 * pin: D3 D2 D1 D0 D4 * col: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 * pin: C6 D7 E6 B4 B5 B6 B2 B3 B1 F7 F6 F5 F4
最后修改led.c，取消灯控对io的占用，这里直接注释这部分代码。
接下来进行编译，在编译之前要先部署好编译环境，安装交叉编译链。 sudo apt-get install gcc-avr avr-libc avrdude 然后通过命令行，进入jm60目录，再输入make命令进行编译，处理编译过程的报错，最终获得编译好的hex文件。
下载到pro micro，短接pro micro上的rst和gnd，连接到电脑，然后放开rst，马上执行下载 命令 sudo avrdude -p atmega32u4 -P /dev/ttyACM0 -c avr109 -b 57600 -U flash:w:gh60_lufa.hex 这样完成了一个下载过程。 下载后测试，惊奇的发现，所有按键都不生效。经过一系列尝试发现，这个键盘的二极管是反装的，反装的，反装的，下面是原理图和实际键盘对比，原理图二极管导通方向是列线到行线，而这个104的pcb是从行线到列线，估计原本这个104键盘的主控扫描方式和gh60不同。
怎么办，有两个处理方法： 1. 改硬件，重新拆装二极管。 2. 改软件，当成13*5矩阵处理。 于是我重新复制了代码文件夹，开始重新修改代码，文件夹名叫jm60_13_5。 修改config.h文件
修改keymap_common.h文件
修改matrix.c文件
再重新make，下载到Pro Micro，这次一切正常。。
实际上还有一个很重要的地方，如果需要修改配列，则还需要更改配列代码keymap_poker.c，我这里保留了gh60原有配列，所以没有修改这个文件。
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优化jm60出炉之后，还有一些不尽人意的地方。看这里线是直接插在Pro Mirco上的，然后再引线出来。这里需要再优化一下，做真正的键线分离，同时再增加复位按钮，方便固件更新。
键线分离这里使用mini usb母头，这个接头后面有5个接线引脚，下面还有4个用于固定的金属脚，开始安装。
根据mini usb母头固定脚的位置进行打孔，孔位下方正好有一个二极管，同样方法拆掉，飞线绕行。
然后焊接mini usb母头和micro usb公头连接线。
接线测试，功能正常，上热熔胶固定
复位按钮接下来准备复位按钮，考虑到高度和安装问题，复位按钮单独安装在一块小板上。同样，需要进行打孔，切割。
接线，测试功能正常，上热熔胶。
成品改造完成后，安装底壳，上螺丝，安装键帽 ^_^
接口和复位按钮安装后的效果。
jm60成品！
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发表于 2017-10-10 11:28
楼主
秒回啊，多谢~~~
多谢~~~