GD32L235系列MCU在机械键盘中的应用

指尖在键盘上的每次敲击，都伴随着RGB灯光的绚烂闪动，宛如在键盘上演出夺目的光影秀，从流光溢彩的渐变，到震撼人心的波浪，再到动感十足的呼吸灯效，各种灯光模式绚丽夺目，再加上流畅的回馈手感，让游戏或打字体验变成了视觉与触觉的双重享受。

机械键盘的各种神奇魔力，均源自核心主控芯片MCU的加持。正是新一代MCU具有的强大性能和扩展功能，才不断重塑机械键盘的边界，使其不仅能实现更多样化的功能，还极大增强个性化定制的空间，进一步展现了科技创新带来的无限魅力。

市场与技术的双轮驱动

机械键盘早已从极客的最爱变成大众的选择。据Market Research Future(MRFR)的综合报告，机械键盘市场将以12.7%的复合年增长率增长，2030年市场规模将达到36.3亿美元。

这种走红并非偶然。首先，机械键盘的每个按键都采用独立的机械开关，带来清晰的触觉反馈和完美的按压感。红轴顺滑，青轴清脆，茶轴平衡，无论是追求速度的电竞选手，还是偏爱打字的作家，都能找到属于自己的绝佳手感。

其次，机械键盘配备多种RGB背光模式，用户可以随心所欲地定制灯光颜色、亮度和动态效果。完美的敲击感和光韵流转的动态灯光模式，可根据游戏场景的变化调整灯光颜色，让用户可以沉浸在紧张刺激的游戏体验中。

要让机械键盘充满魅力，选择一个高效的核心MCU就变得尤为关键。作为机械键盘的核心组件，MCU承担着处理输入、输出以及与其他设备通信的重要任务，从而确保键盘能够顺利执行包括宏编程、背光调节和游戏模式在内的各种复杂功能。因此在选择MCU的过程中，应当高度重视其在处理速度、低功耗设计、程序可移植性、硬件扩展能力等方面的综合性能表现。

首先，机械键盘需要MCU具备足够的处理能力来支持高回报率、无延迟的实时响应控制。其次，随着用户对机械键盘功能的不断增加，如背光灯控制、多模式切换等，对MCU的硬件扩展能力提出了更高的要求。第三，低功耗设计对于机械键盘长时间使用的场景至关重要。最后，在选择MCU时，不仅要考虑性能，还要考虑其在不同应用中的可移植性和开发便利性。因此，MCU不但要具有足够的处理能力，还要有能力去利用这些技术来提供更丰富的用户体验。

以这些要素来衡量，兆易创新最新推出的GD32L235将是一个非常合适的选择。GD32L235基于ARM Cortex -M23内核，主频最大64MHz，向下兼容M0/M0+内核产品。其新增的WLCSP25超小尺寸封装非常适用于可穿戴设备、便携式设备等有限的硬件空间应用场景。最为重要的是，该系列紧贴低功耗市场需求，拥有更优的功耗效率、丰富的接口资源、更高性价比，非常适合机械键盘等PC外设应用。

从能效到灯效 尽在GD32L235掌控中

与所有电子设备相同，功耗也是机械键盘性能的重要评判指标。尤其是无线机械键盘，如果采用三模(BLE/2.4G/USB)方式，再配置RGB背光，续航就将成为决定产品使用体验的关键。而作为整个键盘调度中心的MCU，其功耗特性将决定整个机械键盘的表现。

GD32L235系列在功耗方面表现出色。其针对功耗效率方面进行了一系列优化提升，支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠(Sleep)和待机(Standby)等6种低功耗模式。在深度睡眠(Deep-sleep)模式下，电流降至1.8uA，唤醒时间低于2uS；待机(Standby)模式电流更是低至0.26uA。即使在最高主频全速工作模式下，其功耗也仅为66uA/MHz，实现了效能和功耗间的卓越平衡。

同时，在设计高性能机械键盘时，对MCU的PWM通道数量、I/O资源以及Flash存储能力提出了严格要求。GD32L235系列微控制器恰如其分地满足了这些高阶需求，展现了其在机械键盘领域的适应性。

如前文所述，RGB灯效已成为机械键盘受到消费者推崇的主要原因。如果要实现复杂绚丽的RGB背光效果，MCU的多路PWM输出能力必不可少。具体到GD32L235系列，其拥有多达11个定时器，包括2个16位低功耗定时器、6个通用16位定时器、1个高级定时器和2个基本定时器，充分满足了复杂RGB灯光效果的控制需求，使键盘能够呈现从静态色彩到动态光谱流转的全方位视觉体验。并且，这些丰富的PWM资源，也可以为机械键盘省去专门的灯光控制芯片，从而降低整个系统的功耗和成本。

考虑到键盘矩阵扫描与独立LED控制的双重需求，GD32L235还提供多个I/O接口，实现高效的信号检测与灯光指示功能的复用，确保键盘在高响应速度与复杂功能集成之间的完美平衡。具体而言，该系列集成2个低功耗LPUART、2个USART、2个UART、3个I2C、2个SPI等通用外设接口，还配备1个CAN2.0控制器和1个USB 2.0 FS控制器等标准通信接口。模拟外设方面，该产品系列配备1个12位ADC，支持差分输入和单端输入两种模式，提高了ADC模块的精度和性能；还集成1个12位DAC和2个比较器。这些丰富的外设资源不仅优化了硬件布局，还简化了布线复杂度，为开发者提供了极大的灵活性。

此外，GD32L235内置的Flash资源，最大支持128KB eFlash，不仅支持存储密集型的固件程序，还便于配合上位机驱动，实现软件层面的深度定制与升级，为用户提供更加丰富和流畅的操作体验。这不仅提升了键盘的可扩展性，还为未来功能的迭代预留了充足的空间。

有线和无线方案双发力

以GD32L235为核心，兆易创新的合作伙伴深圳智芯云技术有限责任公司基于GD32L235开发了全功能机械键盘解决方案，可助力客户实现丰富的功能和高度可定制性。

图 基于GD32L235的全功能机械键盘解决方案

有线机械键盘作为主流产品，可充分发挥绚丽的RGB灯效。为此，该方案能实现每颗RGB独立控制，支持256级PWM；实现全彩控制，1600万色设定，内置20种炫酷灯效，支持客户自定义灯效。同时，自主研发的上位机QT平台支持多种系统，可以实现灯光设置、屏幕设置、宏编辑、Fn层设置等键盘配置。

这款有线方案还具备多按键模式，全键无冲；支持1000Hz回报率；可根据客户需要定制78/87/104键等不同键值的数目需求，支持多国语言版本；支持在线USB升级固件；响应PC休眠进入休眠、按键或PC唤醒；支持Win、Mac、Linux、安卓等系统。

相对有线方案，无线方案更偏重能效和连接的稳定性。为此，该无线方案增加以下功能：支持大容量1-2节锂电池充放电管理；无线模式下超低运行功耗远低于行业标准；USB/2.4G同时支持1kHz稳定回报率；具备更低的睡眠功耗，一级低功耗模式下<200uA，二级休眠模式下<100uA；多种连接模式切换逻辑可自定义；支持硬件开关/旋钮切换，支持自定义各种快捷键切换；支持在线USB/无线升级固件。

搭配智芯云自有的上位机系统，客户可以配置不同RGB灯效、RGB刷新速度、LCD屏显示效果等炫酷场景，根据不同场景的需求定制出不同的终端产品。

为了便于客户的产品能迅速推向市场，兆易创新还配备丰富的开发资源。GD32L235系列配套的文档手册及软件资源已经可以下载，针对GD32L235系列不同封装和管脚配置的配套开发工具也已同步推出。

除去GD32L235，兆易创新的MCU产品家族中还有GD32F303也可用于机械键盘方案的开发。该芯片采用ARM Cortex -M4核心，最高主频可达120MHz，支持高速DSP运算，具备完整的DSP指令集、并行计算能力和专用浮点运算单元(FPU)。兆易创新与合作伙伴已经推出了基于GD32F303 MCU的QMK固件机械键盘解决方案，并得到市场的好评。

机械键盘市场正以前所未有的速度蓬勃发展，而高性能MCU的不断涌现，成为推动这一市场迅猛增长的关键驱动力。这些先进的MCU不仅提升了键盘的响应速度，实现了近乎零延迟的输入反馈，还极大地丰富了自定义功能和灯光效果，可满足从专业电竞选手到日常办公用户多元化、个性化的需求。随着物联网、人工智能技术与机械键盘的深度融合，MCU在能效比、集成度以及智能化处理能力上的持续突破，正引领着机械键盘行业向更加智能、高效、定制化的方向演进。