第02章 硬件选型
1. 电池电源管理系统
本方案的电源管理模块需同时满足供电与充电功能。考虑到蓝牙键盘的低功耗特性，电源管理芯片必须在保证功能的前提下最大限度降低功耗。经过选型分析，本设计采用IP5306电源管理芯片。该芯片具备智能低功耗管理特性：当检测到供电电流低于45mA且持续超过30秒时，芯片将自动进入低功耗模式，此时供电电流可降至100μA以下，显著低于传统电源管理芯片的功耗水平。这一特性可确保芯片在断电情况下仍可长时间维持工作状态，从而保证用户在设备关机状态下仍可随时进行充电操作，有效解决了低功耗设备电源管理中的难题。
选用这个芯片还有一个考量：考虑到键盘设备集成了17颗WS2812 RGB灯，在极端情况下，当所有17颗灯珠以满亮度运行时，总供电电流需求可达60mA x 17 ≈ 1A。而IP5306作为一款专为充电宝设计的高效电源管理芯片，完全能够满足这一电流需求。
综合考量静态功耗和极限功耗，IP5306这个芯片最符合这个场景。但是使用这款芯片也会带来两个问题：
- 芯片如果在休眠后，唤醒需要一个外部的脉冲输入（到芯片的Wakeup引脚）。
- 如果不开启RGB灯，键盘正常工作电流很难达到45mA，有可能键盘正常工作但供电芯片直接休眠；而要避免这种情况，我们需要在键盘正常工作时，每隔一段时间向芯片Wakeup引脚发送保活脉冲。
第二个问题其实好解决，问题是1：当芯片睡眠后，主控无法向电源芯片发送脉冲，那么这个工作就只能由硬件解决：所以我们引入了一个硬件脉冲信号发生器： SN74LVC1G123。这颗芯片在整个电路中的作用可以简单的理解为，当AB之间产生压差时，该芯片的Q引脚会产生一个脉冲，这个脉冲可以用来唤醒IP5306。
2. 三模切换
一个ADC输入做三模状态检测，MODE引脚连接芯片ADC输入。
3. USB口/LDO降压/烧录/Qdec旋钮
这组硬件没有什么特别需要说的，都是常规电路。唯一需要注意的是，编码器旋钮是有按下功能的，原理和一个开关按键相同，所以采用键盘统一的扫描方案检测。
LDO 低压差线性稳压器芯片 TPSPX3819M5-L-3-3
4. 电池电压检测/RGB供电
电池检测电路是一个常规的ADC分压检测，但是加入了开关防止不使用时耗电。灯带电源是一个常规mos管开关。
5. 屏幕
屏幕接口是一个常规的SPI总线，除了常规的SPI 4线以外，加上RST和背光总共6根引脚。
6. 按键轴体底座和RGB灯
机械轴底座+WS2812灯的组合，使用矩阵键盘扫描原理。图中的器件是一个自定义封装，内容如下：
7. 主控芯片
E73-2G4M08S1C 是成都亿佰特（EBYTE）推出的一款基于 nRF52840 的 2.4GHz BLE 模组，它本质上是“把 nRF52840 芯片外围电路 + 天线 + 晶振”做好后的小型模块，需要注意的是模组的低速时钟需要外接晶振。
nRF52840 是一款由 Nordic 推出的超低功耗 2.4GHz 无线 MCU，集成 ARM Cortex-M4F、BLE 5、Thread/Zigbee、原生 USB 和丰富外设，广泛用于无线键盘、智能家居和 IoT 设备。 核心参数如下：
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| CPU | ARM Cortex-M4F |
| 主频 | 64MHz |
| Flash | 1MB |
| RAM | 256KB |
| FPU | 支持硬件浮点 |
| GPIO | 最多 48 个 |
| 工作电压 | 1.7V~5.5V |
| 封装 | QFN73 / WLCSP |
| 温度范围 | -40°C ~ +85°C |
ESP32是带蓝牙、Wi-Fi的 MCU，性能强、能直连互联网；
nRF52840是超低功耗的蓝牙、Thread的MCU，专为电池供电设备设计，但无Wi-Fi。