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2天前
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# 智序闪键记忆仪 — 按钮控制板 外包开发需求
> **版本**：V1.0 | **日期**：2026-07-08
> **用途**：给外包工程师，需求只针对"按钮控制板"这块电路板的设计与固件开发
> **整台设备**：32寸触屏一体机+Windows电脑+4个按钮+本控制板 — 由工厂组装生产
> **游戏软件**：由游戏公司单独开发，控制板只需提供USB通信接口给游戏软件调用
---
## 一、你要做什么
设计一块 **USB按钮控制板**（电路+固件），功能如下：
```
游戏软件（Windows）
↕ USB串口通信
┌─────────────────┐
│ 按钮控制板 │
│ (MCU + 驱动) │
├─────────────────┤
│ 4个按钮输入 │ ← 用户按下按钮
│ 4个LED灯环输出 │ → 按钮发光
└─────────────────┘
```
游戏软件通过USB告诉控制板"哪个按钮亮什么颜色"，控制板检测到按钮被按下后告诉游戏软件"哪个按钮被按了"。
---
## 二、硬件接口要求
### 2.1 按钮接口
| 项目 | 要求 |
|------|------|
| 按钮数量 | 4个 |
| 按钮类型 | 60mm街机风格发光按键（Arcade Button with LED Ring） |
| 微动开关 | 标准30mm微动开关，2线：公共端+信号端 |
| LED灯环 | 每按键1个RGB LED灯环（WS2812B或类似），4环可串联在同一数据线上 |
### 2.2 与电脑的连接
| 项目 | 要求 |
|------|------|
| 连接方式 | USB（虚拟串口，即插即用） |
| 通信速率 | 115200 baud |
| 供电 | USB 5V取电（≤500mA） |
| 兼容系统 | Windows 10/11（免驱或自动识别） |
### 2.3 控制板核心
| 项目 | 建议 |
|------|------|
| MCU | Arduino Pro Micro（ATmega32U4）或等效，支持USB HID/串口 |
| 按钮输入 | 4路数字输入，内部上拉，100nF电容硬件去抖 |
| LED输出 | 1路WS2812B数据线，4个灯环串联 |
| 尺寸 | 越小越好，能固定在按键面板内侧即可（建议≤60×40mm） |
---
## 三、通信协议（USB串口）
这是控制板和游戏软件之间的"语言"。
### 3.1 电脑 → 控制板（控制LED亮灭）
游戏软件发送指令控制每个按键的LED灯环颜色：
| 指令 | 效果 | 示例 |
|------|------|------|
| `R:R,G,B` | 第1个按钮（红）亮指定颜色 | `R:255,0,0` → 红灯亮红色 |
| `Y:R,G,B` | 第2个按钮（黄）亮指定颜色 | `Y:0,255,0` → 黄灯亮绿色 |
| `B:R,G,B` | 第3个按钮（蓝）亮指定颜色 | `B:0,0,255` → 蓝灯亮蓝色 |
| `G:R,G,B` | 第4个按钮（绿）亮指定颜色 | `G:255,255,0` → 绿灯亮黄色 |
| `ALL:R,G,B` | 全部亮同色 | `ALL:255,0,0` → 全部红色 |
| `OFF` | 全部熄灭 | `OFF` |
每条指令以换行符 `\n` 结尾。
### 3.2 控制板 → 电脑（上报按键事件）
用户按下/松开按钮时，控制板上报：
| 消息 | 含义 |
|------|------|
| `r` | 红色按钮被按下 |
| `y` | 黄色按钮被按下 |
| `b` | 蓝色按钮被按下 |
| `g` | 绿色按钮被按下 |
| `r-` | 红色按钮松开（可选，可省） |
| `y-` | 黄色按钮松开（可选，可省） |
每条消息以换行符 `\n` 结尾。
### 3.3 去抖处理
- 硬件：每个微动开关并联100nF电容
- 软件：首次检测到边沿后延迟20ms再读取最终状态
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## 四、固件要求
1. 基于Arduino IDE或PlatformIO开发，代码有中文/英文注释
2. LED控制使用FastLED库或等效
3. 支持上述完整的USB串口通信协议
4. 按键检测带硬件+软件双重去抖
5. 自带Watchdog（死机自动复位）
6. 上电后自动初始化（所有LED亮一次白灯自检→熄灭→等待指令）
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## 五、交付物
| 序号 | 交付物 | 说明 |
|:----:|-------|------|
| 1 | **原理图 + PCB文件** | 控制板的电路设计文件（KiCad/Altium/立创EDA均可） |
| 2 | **BOM清单** | 板上所有元器件的型号、数量、参考价格、购买链接 |
| 3 | **固件源码** | Arduino/PlatformIO项目，含完整代码和注释 |
| 4 | **固件烧录说明** | 如何烧录固件到控制板（1页文档） |
| 5 | **通信协议文档** | 上述协议（§3）写成清晰文档，给游戏公司对接用 |
| 6 | **样品1-2块** | 焊接调试好的成品控制板，接上按钮即可测试 |
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## 六、验收标准
| # | 测试项 | 方法 | 通过标准 |
|:-:|-------|------|---------|
| 1 | 按钮检测 | 分别按4个按钮 | 电脑串口收到对应按键消息 |
| 2 | LED控制 | 发指令设置各LED颜色 | 4个按钮独立亮指定颜色 |
| 3 | 全彩显示 | 发RGB值 | 颜色显示准确 |
| 4 | 去抖效果 | 快速连续按键 | 无重复触发、无漏触发 |
| 5 | 即插即用 | USB接入Windows | 自动识别为串口设备 |
| 6 | 长时间稳定 | 连续运行8小时 | 不死机、不丢数据 |
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*本需求只针对按钮控制板的电路设计+固件开发，不涉及整机结构、游戏软件。*
*整台设备由工厂按你的控制板方案完成组装生产。*
项目交付 2～3周
地区 江浙沪
