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一、描述

1. 基于ch552g芯片设计的surface dial旋钮，带有4颗WS812B灯珠和两个不同封装的振动马达。

2. 接口采用Type-c接口，实现键线分离。

3. PCB带程序下载电路。

4. PCB尺寸为圆形3.6cm*3.6cm，体积小巧，功能齐全，可以免费打板。

5. 硬件成本低，使用元器件种类少，方便各位玩家进行复刻，焊接过程比较友好。

6. 外壳使用3d打印，可以在三维猴免费打印。Type-C开口兼容大部分客制化数据线。

7. 除EC11编码器和马达，其他元件采用贴片形式，电容、电阻采用0805封装。

二、功能介绍

使用CH552模拟Dial旋钮，采用两个不同封装的马达可以在顺时针，逆时针，以及其他操作中，实现不同的操作手感，在旋钮顺时针、逆时针旋转时，灯光方向会随旋转方向改变。Dial旋钮可以实现控制系统音量，屏幕亮度，缩放，滚轮等操作，更多功能及自定义在系统中设置。

 

三、工作原理（生菜编写）

EC11和鼠标滚轮一样，都是增量式编码器，时序如下：

由此可见顺时针旋转时A相超前B相。反之则滞后。
那么怎么来识别呢？如果里用的单片机比较高级，如STM32F103，甚至定时器有专门的编码器功能。
但是现在采用的是51内核的，只能用外部边沿触发中断来实现。

怎么实现？假设取A相的下降沿触发，当进入中断时，如果B相的电平为高就是顺时针，反之逆时针。

就这么简单，自己把情况代入上面波形图分析下。上升沿中断同理反之。

然后翻开PDF，看看寄存器。

由图可知这单片机的中断资源挺丰富的，这里还不包括传统51部分的外部中断INT0，INT1。

但是都有一个坑，就是大多都是下降沿有效（除了RST），

所以先实现双边沿都触发的话（部分编码器为一个刻度翻转一次）就有两种选择：

1. 加非门，三极管也行，把相位翻转过来再输入到另一个引脚

2. 把RST脚和别的中断并联到一起

作为老粉，肯定都知道我想法，不带一丝犹豫，当然方案2，但是有可能未烧录的单片机的RST就是复位功能，

而我们的EC11默认是高电平，这样就可能会导致无法烧录。所以经过权衡，用RST隔壁带中断的引脚作为输入，

当有需要的时就一坨锡短接搞定。

 

因为我在疫区的原因，物流不畅，过程受阻，不然下面这些部分功能早肝出来了。而且距离截止时间还有几天了。

当前目标是完成核心功能，就是dial模拟。至于说当前电机震动效果比较单调，这个必须等到到手才能调试改善。

硬件作者的调试反馈信用就是，强点、弱点，时间长点，短点，比上一个好了差了。视频只听到嗡嗡嗡，我怎么改得下去？？？

要相信我的项目，一直都在改进，比如两年前开源的【丐17Touch】直到上个月还在更新固件。

对比我的朋友【甘草酸不酸】，焊台和浇花系统都盖棺封顶了，现在专心研究电子书阅读器，谁还记得当初是叫天气墨水屏。

 

后续更新方向：
1. 原生多媒体操作，兼容更多系统，因为dial只能在win10或者win11上使用
2. 震动电机模式配置，现在两个电机是由PWM驱动。强弱变化，持续时间是可以由单片机控制的。
3. OpenRGB灯效接入，这个是小问题，只是如果兼容设备不多你可能不觉得这4个灯有什么意义。如果你想要低成本搭建全套灯光同步可以关注我的其他项目，因为在OpenRGB支持列表里，没有产品比我更便宜的了。
4. 上位机读取按键然后控制其震动，贴在键盘上模拟外接电磁铁/继电器那样的声音和手感

 

面向评委的一段话

首先明确这项目没有低创修改同一比赛刷奖的嫌疑，虽然代码重复率高，受众群体重合度也高。

但是该项目是由硬件作者独立完成初期样机开发，然后开源了。最后苦于程序难写，我才上门求合作，过程也可以看评论区。

对于这个系列的单片机我摸到滚瓜烂熟了，即使主动合作后，也不会投入大量时间在USB协议的学习上。

在我的指导下也进行了一些魔改，加RGB加震动马达，而且是两个震动马达。项目早期读者可以作证。

一开始这个项目没有参加任何比赛，这位同学在我引导下才参加的，而且完成时间很紧迫，留给拉票的时间就一星期左右。

希望各位评委客观打分，别因为这个项目内容和我的小键盘代码，主控，受众相似度高就降低评价，谢谢。

 

四、焊接建议

有条件建议使用加热台或热风拆焊台+锡膏焊接①②③⑤，能够减小焊接难度。

建议焊接顺序为：

① TYPE-C口（记得焊接四个固定角），焊接好后用放大镜观察是否连锡，或者使用万用表进行测试。

②CH552G芯片，焊接完成后注意检查是否连锡。

③ PCB底面贴片电容、电阻、MOS管、二极管（如果不使用C TO C数据线，底面TYPE-C接口两侧的5.1K电阻可以选择不焊接）。

④背面按键开关。

⑤顶面电容及WS2812B灯珠。

⑥EC11编码器（注意观察针脚是否变形，焊接后保持旋钮柄在PCB正中间）。

⑦振动马达（提前对焊盘上适量锡，使用镊子辅助焊接）。

***振动马达需要使用热熔胶或胶水与PCB板进行固定。***

 

焊接电容电阻值对照图

 

五、烧录教程

下载安装WCHISPTOOL。

安装后打开软件，按下图进行操作

 

六、旋钮基础操作：

插入设备后，长按旋钮按键可以呼出旋钮功能选择菜单，顺时针或逆时针旋转选择功能，单击旋钮按键确定。

六、旋钮设置教程：
笔者系统环境为WIN11 22H2，插入设备后，在系统设置中蓝牙和其他设备中

可以找到

选项

进入选项可以进行设置和自定义等操作。

点击+号选择自定义工具可以在下方设置快捷键操作

 

2022/11/19更新

外壳文件已测试，可以正常使用。

外壳文件和测试固件已上传。

BOM表以附件为准。

PCB可打板。

上图为外壳和底盖图片。

 

2022/12/12更新

 

马达安装教程

左侧为0408空心杯振动马达，右侧为1027扁平振动马达

 

0408空心杯马达安装：

目前部分店家所售0408马达橡胶套与PCB板开槽不符，不过依然是兼容的，可以正常使用。

如下图，先取下马达橡胶套，放入PCB右侧开槽处，橡胶套的缺口位于正面，缺口朝上。

从底面放入0408空心杯马达，注意马达位置，保持顶部与底部距离相等，否则可能与外壳产生干涉。

1027扁平马达安装：

揭开马达背部白色贴纸

放入PCB左侧开槽即可

 

马达安装后，使用镊子辅助焊接正负极引脚，注意马达导线颜色与焊盘正负极对应，红正蓝负。

焊接完成后，测试马达。测试通过后，使用热熔胶或胶水对马达与PCB接缝处进行加固。

 

七、相关推荐阅读

微软官网对dial协议的描述：Windows 径向控制器设计 |微软学习 (microsoft.com)

早期立创团队的CH554T DIAL旋钮，但是一直断更：USB音量控制器（多媒体小键盘） - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)

八、固件更新日志

Ver1.0:
1. 修改PID，上报名称和版本号
2. 简单开启外部中断来读取旋钮

 

Ver1.1:
1. 修改编码器io
2. 开启PWM给震动电机，当顺时针A电机震动60ms，逆时针B电机震动60ms
3. 开启WS2812彩灯作色环旋转灯效

 

Ver1.11:
1. PWM频率调节到23KHz

 

Ver1.20:
1. 精简1，3端点，降低中断的数量和内存占用
2. 按键回报率设定为1000Hz（多种功能共用）
3. 因栈空间不足，将USB底层的变量分配到idata区
4. 修改EEPROM存储底层，读取比较是否有差异再写入
5. 添加短时间检测到4连击打开开源网的功能

 

Ver1.30
1. 添加RST上升沿中断，可以搭锡实现双倍分辨率（未验证）
2. 六连击切换到常用多媒体模式（会掉电保存）
3. 多媒体模式下实现以下功能：
4. 单击播放/暂停，双击下一首，三击上一首
5. 普通旋转调节音量，摁住旋转快进或者dao带
6. 五连击切换亮度
7. 灯效变动，dial模式为顺时针，常用多媒体模式下为逆时针
8. 修改电机模式

Ver1.32

1. 提高编译优化等级
2. 多媒体模式下8连击切换旋钮旋转方向（默认正向）    20s延迟后掉电保存。

烧录时请勾选

测试视频↓↓↓

音频录制设备较差，视频有些底噪，十分抱歉！