立创开源基于CH552G的可爱二进制键盘DIY全攻略含旋钮/五键款最近在逛立创开源硬件平台时发现了一款特别有意思的小玩意儿——可爱二进制键盘。它只有4到5个按键成本极低但功能却一点不含糊支持RGB灯效还能通过网页自由改键。作为一个喜欢折腾的嵌入式玩家我立刻就被吸引了花了一个周末时间成功复刻了出来。整个过程从焊接、烧录固件到组装外壳体验非常棒。今天我就把自己复刻这款小键盘的完整过程、遇到的坑以及解决方案手把手地分享给大家。无论你是刚入门的嵌入式爱好者还是想给自己桌面添置一个有趣小工具的创客这篇教程都能带你从零开始做出一个属于你自己的个性化小键盘。1. 项目概览与硬件准备在动手之前咱们先来了解一下这个“可爱二进制键盘”到底是什么。简单来说它是一个基于沁恒CH552G单片机设计的超小型键盘。CH552G是一颗支持USB的8位单片机成本非常低用它来做键盘主控再合适不过了。这个开源项目提供了三种款式基础款4个按键1U1U2U2U布局支持RGB。旋钮款在基础款上增加了一个编码器旋钮可以用来调节音量、翻页等。五键款拥有5个1U按键。所有硬件设计文件原理图、PCB都在立创EDA开源了我们可以直接下单打板。软件部分包括键盘固件和网页版改键工具也全部开源在GitHub上。1.1 你需要准备的材料根据你想制作的款式准备的材料略有不同。这里以基础款为例列出核心清单PCB电路板在立创EDA打开项目文件直接下单打板。电子元器件CH552G主控芯片贴片贴片USB-C接口注意是贴片别买成直插4个热插拔轴座支持凯华/佳达隆等三脚轴几个电阻电容电路非常简单原文说不到5个阻容4个RGB LED如果需要灯效结构件4个机械轴可选你喜欢的轴体2个1U键帽、2个2U键帽3D打印的外壳尾盖和定位板文件在项目仓库里。4颗2.6mm * 10mm的自攻螺钉。可选一块3mm厚的硅胶垫用于减震。注意USB-C接口是第一个坑我一开始也没仔细看买成了直插款结果引脚对不上最后只能用钳子把引脚掰弯了勉强焊上去非常麻烦。大家采购时一定要确认是贴片SMD封装的USB-C座子。1.2 焊接要点与避坑指南PCB到手后就可以开始焊接了。电路非常简单对新手非常友好。焊接顺序建议先焊小的、矮的元件比如电阻电容再焊大的、高的比如芯片和USB口。这样不会妨碍操作。两个关键注意事项热插拔轴座的方向轴座上的圆孔是用来穿过机械轴脚针的。焊接时一定要确保这个圆孔是通畅的没有被焊锡堵住。如果不小心焊反了与其用吸锡器艰难地拆下来原作者的建议是直接用烙铁把阻挡圆孔的那部分多余的焊锡烫掉这样更省事。CH552G芯片焊接这是一个SSOP-16封装的芯片引脚比较密。建议使用刀头烙铁和焊锡丝配合助焊剂采用“拖焊”的方法。先给焊盘上一点锡然后把芯片对准放好固定对角两个引脚最后用烙铁头带上充足的锡沿着引脚一排拖过去多余的锡会被烙铁带走。用洗板水清理一下助焊剂残余检查有无短路。焊接完成并检查无误后就可以先插上USB线试试。如果电脑没有任何反应不识别USB设备也别慌这很正常因为芯片里还没有程序。我们接下来就烧录固件。2. 固件烧录与驱动安装键盘的功能全靠单片机里的固件程序驱动。项目作者已经为我们编译好了现成的固件我们只需要把它“灌入”CH552G芯片里即可。2.1 获取正确的固件文件首先去项目的GitHub发布页面下载固件https://github.com/MeowKJ/BinaryKeyboard/releases根据你制作的款式选择对应的hex文件CH552G_BASIC_xxxx.hex- 适用于基础款CH552G_5KEYS_xxxx.hex- 适用于五键款CH552G_KNOB_xxxx.hex- 适用于旋钮款2.2 使用WCHISPStudio进行烧录沁恒官方提供了专用的烧录工具WCHISPStudio。你可以在沁恒官网找到并下载它。烧录步骤打开WCHISPStudio软件。在软件界面选择芯片型号为CH552G。点击“打开文件”选择你下载好的对应款式的.hex固件。将键盘通过USB线连接到电脑。关键一步进入BOOTLOADER模式刚焊好的板子或者固件损坏的板子电脑是无法正常识别为USB设备的因此软件也可能找不到。这时需要手动让芯片进入烧录模式拔掉键盘的USB线。找到PCB上的BOOT按钮就是那个距离板子边缘更近的小按钮。长按住这个BOOT按钮不松开。在按住按钮的状态下将USB线插入电脑。此时WCHISPStudio软件应该能检测到设备比如显示“找到CH552设备”。点击软件上的“下载”按钮等待烧录完成。烧录成功后拔掉USB线再重新插入键盘就应该能被电脑正常识别为一个HID键盘设备了。提示如果烧录失败检查USB线是否完好或者尝试换一个USB端口。确保在点击“下载”前软件已正确识别到处于BOOTLOADER模式的设备。3. 机械组装与外壳安装烧录好固件后键盘已经能用了但咱们还得给它穿上“衣服”让它既好看又好用。3.1 裁剪与准备硅胶垫可选为了获得更好的按键手感和减少空腔音可以选择增加硅胶垫。你需要一块3mm厚的硅胶垫按照3D打印的定位板文件轮廓进行裁剪。用美工刀小心切割即可不必追求完美大致形状吻合就能用。如果觉得麻烦也可以跳过这一步直接使用3D打印的一体化上盖针对五键款和旋钮款或定位板。3.2 “叠叠乐”式组装整个键盘的组装就像叠积木顺序很重要。这里以基础款使用硅胶垫的方案为例最上层放置3D打印的定位板。中间层放上裁剪好的硅胶垫。底层将焊接好的PCB板对齐放下让定位板的固定孔穿过PCB上的对应孔位。最底层盖上3D打印的尾盖。对齐所有孔位后使用4颗2.6mm * 10mm的自攻螺钉从定位板一侧拧入穿过所有层最终固定在尾盖的螺丝柱上。不要拧得太紧以免压裂打印件。对于五键款/旋钮款使用一体化上盖顺序更简单依次是一体化上盖 - PCB - 尾盖然后上螺丝固定。这样就无需单独的定位板和硅胶垫了。3.3 安装轴体与键帽组装好主体后最后一步就简单了将机械轴对准热插拔轴座垂直用力按下听到“咔哒”声即安装到位。热插拔的好处就是无需焊接随时可以更换轴体。将键帽对应地按在轴体上。至此一个完整的、可以正常输入的小键盘就诞生了插上电脑试试每个按键默认应该会输出一些预设的键值比如数字或字母。4. 网页改键与个性化配置默认键位可能不是你想要的这才是这个键盘最精彩的部分——它支持通过网页浏览器自定义每个按键的功能无需安装任何软件非常方便。4.1 访问改键网页使用Chrome或Edge浏览器访问作者提供的在线改键工具http://key.mpas.top/页面打开后如果键盘已连接它应该能自动识别出你的键盘款式基础、五键或旋钮。4.2 理解HID Report与改键原理网页工具能改键是因为键盘固件实现了复杂的HID人机接口设备协议。简单来说键盘和电脑之间通过一种叫“报告”的数据包通信。这个项目定义了多种报告类型Report ID功能数据长度说明1键盘8字节用于模拟普通的键盘按键2控制器16位 * 4可能用于模拟游戏手柄等3鼠标5字节用于模拟鼠标点击、移动4主机 - 键盘31字节电脑发送配置数据到键盘5键盘 - 主机31字节键盘发送数据如状态到电脑网页工具就是通过Report ID 4这个通道将我们设置好的新键位映射表发送给键盘并保存在键盘的存储器中。这样键盘以后就会按照新的映射来工作。4.3 进行键位映射在改键网页上操作非常直观网页上会显示一个和你键盘实物布局一致的示意图。点击示意图上的某个按键右侧会出现功能选择面板。你可以将其映射为键盘按键比如Ctrl、C、V、F13-F24这些是通常用不到的键很适合定义为宏。多媒体键如音量加减、播放/暂停、下一曲等。鼠标动作如左键、右键、滚轮。 对于旋钮款还可以设置旋钮顺时针/逆时针旋转对应的功能。设置好所有按键后点击页面上类似“下载”或“写入键盘”的按钮。按照页面提示可能需要在键盘上按某个组合键或网页会有提示进入接收配置的模式。等待进度条完成提示写入成功。现在拔插一下键盘再试试按键它就应该按照你刚设置的功能来工作了你可以把它设置成复制粘贴快捷键、多媒体控制中心或者游戏里的技能键完全由你决定。5. 进阶折腾与资源获取如果你不满足于只是复刻还想学习、修改甚至贡献代码这个项目的开源生态非常完整。获取全部源码与设计文件 所有资源都在GitHub仓库https://github.com/MeowKJ/BinaryKeyboard这里你可以找到键盘固件的C语言源代码基于Arduino框架的Ch55xduino。网页改键工具的前端Vue3源码。3D外壳的Shapr3D源文件及STL文件。详细的文档和更新日志。自己编译固件 如果你想修改按键的默认功能或者调整RGB灯效就需要自己编译固件。你需要搭建Ch55xduino开发环境然后用Arduino IDE或PlatformIO打开项目源码进行修改和编译。编译生成的.hex文件同样用WCHISPStudio烧录即可。社区与交流 如果在复刻过程中遇到问题可以加入作者的QQ交流群1077222070进行讨论。如果发现了代码的Bug也可以在GitHub仓库的Issues页面提交。这款可爱二进制键盘虽然小巧简单但它完整地涵盖了一个开源硬件项目从硬件设计、固件开发、软件配置到结构设计的全流程。通过亲手制作它你不仅能收获一个实用的桌面小工具更能真切地体验一次完整的嵌入式产品开发之旅。祝你制作愉快