便宜好用的模块化直列键盘【ATmega32A】 - 嘉立创EDA开源硬件平台

开源声明：CC BY-NC-SA 3.0 署名+相同方式共享+非商业使用

直列键盘由于横平竖直，非常适合模块化设计，自由组合，制作简单。

本工程由20键模块A（4行5列）组成，可以构建20、40、60键的直列键盘，全1U设计，无需卫星轴。

省钱设计：单独一块板就是20键小键盘，相同的两块板拼成40键、三块板拼成60键的键盘。

做一次板可以40键、60键各做一把，也可以60键、40键、20键……任意选择。
支持QMK，附件提供了源代码，可按需修改键位排列。

为什么便宜？
采用了相对低价的ATmega32A芯片作为板载主控；
模块化设计，每块电路板尺寸符合免费要求，将成本极致减少；
可全部采用1U按键，键帽配备简单便宜，无需购买卫星轴；
结构简单，外壳小巧。
 
如何好用？
精心设计的小配列设置，所有按键均在十指舒服操作范围，小指无需向外按键；
最频繁使用的回车键、退格键就在右手小指下，无需移动即可操作；
切换1、2层的按键及shift、空格键就在两拇指下方，拇指的作用不再只用来按空格，十指利用率有效提高；
左手拇指按Fn1键，左手下面是完整的数字小键盘与运算符号，非常适合左手数字，右手鼠标的操作；
右手拇指按Fn2键，右手下面是上下左右与Home、End等方向键，手势与拿鼠标相似，自然舒服，在码字时尤其方便移动光标位；
所有标点符号只需拇指按Fn1键或Fn2键，另一只手的手指按相应按键即可，所有键位均在手指舒适区；
左手拇指按Fn3键，单手按F键简单易用，右手Fn3键，虚拟鼠标……
 
当然，与大配列键盘相比，小键盘必然需要自己学习与熟练，形成肌肉记忆以后，方便高效。键位设置也在自己的不断使用中越来越完善。
本人使用40键做主力键盘时，开始是设置了右手数字小键盘的，后来因为左手键盘右手鼠标的使用习惯，改为左手数字小键盘，就花了不短的时间来适应，不过现在看来，值得。

精心独特的配列设计，舒适高效：
40键：

0层：字母+功能键，长按Fn1进入数字和标点符号层，Fn2进入方向键和标点符号层，Fn3为F功能区、虚拟鼠标，Fn4为软件快捷键和媒体键。
按Fn1加Fn2切换中文，按Fn1加空格切换大小写，输入中文时，右拇指按空格选第一个字，左拇指按Shift选第二个字，输入大写字母左手拇指按Shift，所有操作均无需离开主区域。

1层：左侧为数字键盘，右侧为一部分标点符号，所有标点符号尽量按个人习惯和易于记忆布置，如？就是Fa发问的F位置，#就在井号的J位置，～曲线q，@at，[中括号Z，{大括号K，\捺N，$Us刀，“双引号S，…… +-×/=兼顾数字键盘的使用。本人开始使用本方案时，左手习惯起来时间较长，不过还是值得的。

2层：左侧为剩余的标点符号，右侧为方向键。现在双手一放上键盘，很自然的左手拇指按压Fn1，感觉下面就是数字小键盘，右手指按压Fn2，感觉下面就是方向键盘，很自然舒服。最终我自己使用时，最右边一列独立方向键改为PLAY、NEXT、和两个常用软件快捷键。

3层（图略）：仍为备用快捷键、F区、虚拟鼠标，左手拇指按住下面Fn3，再按中间4列的按键，发现单手操作F区键位也挺顺手的。
 
4层（图略）：软件快捷键和媒体键。Fn4+字母相当于Ctrl+Alt+Shift+字母，可以设置为软件的快捷键，如Fn3+C运行Chrome，Fn3+Q运行QQ，Fn3+W运行微信，Fn3+M运行music音乐软件，Fn3+V运行video视频软件……
 
最新配列设计供参考：http://www.keyboard-layout-editor.com/#/gists/8d5ba77e61b6809944f90e0ea130a144

60键：

最新版本可拼接三块电路板，组成60键键盘，适合大量输入数字的用户。
 
20键：
图略，自行参考：https://oshwhub.com/iqirtryi/promicro-pkb20

40键分体：
方案一、排线分体：做两片模块A，主控、C口只焊在右边电路板，中间用排线连接下方12个焊点，右边部分通过USB数据线接入电脑，仍采用一样的固件。

方案二、USB分体：做两片模块A，两块板均需主控，两部分独立切层，都通过USB数据线接入电脑，左右固件分别设计编译。

方案三、音频线分体：用音频线连接两部分，两部分同步切层，只需一块板接电脑USB口，此方案需改电路与固件，不在此工程考虑范围内。

 
更多模块供选择：
一、20键模块（4行5列，可组成20、40键盘）
      Pro Micro模块主控详见：  https://oshwhub.com/iqirtryi/pbk40-rgb-keyboard-c
      Atmega32U4主控详见： https://oshwhub.com/iqirtryi/iqp40u-r
二、25键模块（5行5列，可组成25、50、75键键盘）
      Atmega32A主控详见： 本工程。
三、15键模块（3行5列，可组成15、30、45键键盘）
      Atmega32A主控详见： https://oshwhub.com/iqirtryi/IQP30A-atmega32a
四、16键模块（4行4列，可组成16、32、48、64键键盘），20键模块（5行4列，可组成20、40、60、80键键盘）
      Atmega32A主控详见： https://oshwhub.com/iqirtryi/pkb16x4-atmega32a
      Atmega32U4主控详见： https://oshwhub.com/iqirtryi/IQP48U-32u4
      Pro Micro模块主控详见： https://oshwhub.com/iqirtryi/iqp48-pro-micro
五、每种模块都同时提供对应的模块D，最下面一行可选用一个或多个2U键，方便灵活组成不同的键盘。

按需选择主控芯片：

1、ATmega32a【不再推荐】：价格低，体积稍大便于焊接，但需要烧录器烧录固件。可采用本文所附固件，也可采用群友提供的支持via的固件。

2、Atmega32U4【省事但贵，除非需在线生成固件，不做推荐】：自带USB界面，不需要烧录器烧录固件，QMK官方完美支持，可在线生成固件，无需自己深入编程即可制作一把全键可编程的键盘，但价格高，且MU封装焊接难度也大。

3、STM32F072CBT6【最便宜简单，强烈推荐】：无需晶振，电路简单更便宜，自带USB界面，无需烧录器烧录bootloader，直接通过USB口用QMK toolbox烧录固件即可，制作更方便，详见X.Tips作品：https://oshwhub.com/joba/IQP40S，该工程提供了5X4、5X5两种模块，同时有焊轴版和热插拔版供选择。

丰富的模块可以组成各种各样的直列键盘，发挥您的无限想象力，满足您不同的需要。

制作注意事项：

Type C与32a芯片的焊接对于小白来说有点难度，建议采用加热台和锡膏来完成，比电烙铁方便多了。除了键轴与个别元件外，基本都可用加热台完成。 焊这种小板，所有贴片元件焊盘涂好锡膏，放好除C口和32a芯片外的元件，加热，等C口和32a芯片的锡膏融化，有连锡的用尖物划开，然后准确放上芯片、c口，按住几秒，一次焊完全部贴片，100%成功，又快又好！没经验的可以在B站搜索相关内容学习，注意焊接时间切勿过长，以免损坏元件。上图所示的加热台淘自某宝，DIY了一个PCB隔热支架，简单实用，详见：https://oshwhub.com/iqirtryi/heater-holder
 

 具体制作过程请参考：https://oshwhub.com/iqirtryi/pkb16x4-atmega32a
主要元器件购买链接：https://docs.qq.com/doc/DYWFPbGdhZ0puV2V6

极简30键键盘，等着追求更简的你，有胆试试吗？
https://oshwhub.com/iqirtryi/IQP30A-atmega32a

含独立Ctrl+C/V键，16、32、48、64键自由组合键盘：【推荐】
https://oshwhub.com/iqirtryi/pkb16x4-atmega32a

本次工程最小系统参考了以下资料，谢谢原作者的贡献：
https://oshwhub.com/Yomen/atmega32a-with-v-usb
使用了原作者提供的usbasploader，关于如何烧录请参考原作者的B站视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1xU4y1f7cr
 
参考资料，感谢各位大牛的贡献！
1、必读指南：
零基础组装：https://www.zfrontier.com/app/flow/2wqGYOQPMpOQ
快速学会自制：https://www.bilibili.com/read/cv5275203/
QMK刷机教程：https://post.smzdm.com/p/aekz8pdm/  
2、进阶选读：
QMK环境搭建：https://www.bilibili.com/read/cv10071032/
RGB灯设置：https://www.zfrontier.com/app/flow/2dq9AoE37KpE  
3、工具网站：  
QMK官网：https://docs.qmk.fm/#/zh-cn/  
配列编辑：http://www.keyboard-layout-editor.com/  
在线生成固件：https://kbfirmware.com/  
定位板外壳：http://builder.swillkb.com/  
 
欢迎大家指正或建议。