第2期：APM32微控制器键盘PCB设计实战教程
一、APM32小系统介绍
使用apm32键盘小系统开源工程操作
APM32是一款与STM32兼容的微控制器，可以直接替代STM32进行使用。本教程基于之前开源的APM32小系统，链接将放在录播评论区中供大家参考。
1.1 电路组成
相比标准开发板，我们的小系统有以下简化：
- 只保留一个8MHz晶振电路，去掉了32.768KHz晶振（通常只用于时钟应用）
- 保留USB接口（Type-C）
- 使用线性稳压器将5V转换为3.3V供主控使用
- 预留烧录Bootloader的跳线（CBT6/C8T6一般不自带Bootloader）
1.2 CBT6与C8T6对比
- CBT6比C8T6性能稍好，内存更大
- 价格方面，CBT6约5.6元，C8T6约8元
- 两款芯片可以直接互相替换，没有功能差异
1.3 针脚使用指南
- 总共48个引脚，去除供电、地、数据等引脚后，可用约31个引脚
- 不建议使用的引脚：C13、C14、C15和A0（直接打叉标记）
- 可用引脚：A1至B11，B9、B8、B7至B3，A15，A14，A10至B12
- 必须预留烧录用针脚
二、矩阵原理与绘制
2.1 基础矩阵设计
设计矩阵键盘与之前的32U4系统类似，主要步骤如下：
-
选择合适的轴座封装（本例使用带RGB灯的下灯位凯华轴座）
-
使用阵列副本功能批量创建轴座（5行4列，行距列距均为200）
-
连接正极线路（使用阵列副本功能）
- 注意：WS2812B 6028反贴灯需要接5V电源（而非3.3V VCC）
-
连接行列线（也可使用阵列副本）
2.2 添加防反向二极管
- 选择合适的二极管（推荐1N4148W SOD323封装）
- 使用阵列副本功能批量放置
- 注意选择元器件库时，建议使用嘉立创基础库，避免SMT加工时产生额外换料费
提示：使用嘉立创基础库中的元器件可以避免20元/项的换料费，只要封装和功能相同即可替换。
2.3 处理空轴位
根据键盘布局，需要删除以下位置的轴座：
- 第一行第三列
- 第三行第三列
- 第四行第一列
2.4 添加RGB灯光
若需要更均匀的灯光效果，可以调整LED位置或增加LED数量（详细在RGB矩阵教程中介绍）。
2.5 添加引脚标号
为行列线添加相应引脚标号，标记不使用的引脚位置。
三、旋钮编码器添加
3.1 EC11编码器介绍
EC11是客制化键盘常用的旋钮编码器：
- 有半轴和梅花轴两种版本
- 共有7个引脚
- 旋钮帽推荐使用电吉他旋钮帽（价格合理，外观良好）
3.2 编码器引脚连接
- D引脚和E引脚用作普通按键功能（按下旋钮时触发）
- A引脚和B引脚直接连接到主控（用于检测旋转方向）
- C引脚和F/G引脚接地（F/G为固定点，可选择接地或打叉不连接）
四、PCB布局设计
画好图后，点击：
4.1 准备工作（转PCB后）
- 设置网格大小为23.438mil
- 原理图转PCB
- 放置边框
4.2 元器件布局技巧
-
轴体布局：
- 使用"查找相似对象"和"布局传递"功能快速摆放轴体
- 微调位置确保对齐
-
二极管布局：
- 同样可使用布局传递功能
- 可放置在旋钮底部节省空间
-
关键器件放置：
- Type-C接口（根据空间决定放在正面或侧边）
- APM32芯片
- 线性稳压器及外围电路
- 晶振及相关电容
- USB识别电阻
-
空间利用技巧：
- 利用卫星轴下方空间放置接口
- 在小型PCB上合理安排元器件位置，避免布线困难
一些细节图如下：
五、总结
通过本次教程，我们学习了：
- APM32小系统的特点与使用方法
- 键盘矩阵的设计原理
- 阵列副本功能的高效应用
- 布局传递功能的使用技巧
- 旋钮编码器的添加方法