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QMK机械键盘固件开发指南：从源码到实践

news 来源：原创 2025/5/9 21:24:36

QMK机械键盘固件开发指南：从源码到实践

前言

QMK（Quantum Mechanical Keyboard）是一款开源的键盘固件，支持众多自定义键盘的功能配置。通过QMK，您可以完全掌控键盘的每一个按键，实现复杂的宏指令、多层按键映射、RGB灯效等高级功能。本教程将带您从零开始构建一个基础的QMK键盘固件，使您的键盘真正实现个性化定制。

一、QMK项目文件结构

在开始编写固件代码前，我们需要先了解QMK的文件结构。对于每一个键盘项目，我们需要在keyboards文件夹下创建特定的文件和文件夹。

1.1 基本结构

keyboards/
└── your_keyboard_name/       # 键盘名称（全小写，无空格，无特殊符号）├── rules.mk              # MCU类型、Bootloader选择及功能开关配置├── config.h              # 硬件参数配置├── info.json             # USB VID/PID、制造商信息等├── your_keyboard_name.h  # 键盘矩阵定义├── your_keyboard_name.c  # 键盘核心功能实现└── keymaps/              # 键盘映射文件夹└── default/          # 默认键盘映射└── keymap.c      # 按键功能定义

1.2 文件命名规则

关于命名规则，有几点需要特别注意：

键盘名称文件夹必须全部小写，不能包含空格和特殊符号（下划线除外）
.h和.c文件的名称应与最深层文件夹名称一致
例如：如果键盘文件夹结构为keyboards/modelo75/costume/，则对应的文件应命名为costume.h和costume.c，而非modelo75.h

1.3 ARM架构专用文件

对于使用ARM架构芯片（如STM32系列）的键盘，还需要两个额外的文件：

mcuconf.h - MCU配置文件
halconf.h - HAL层配置文件

注意：这两个文件对于AVR架构（如ATmega32U4）的键盘不是必需的。

二、创建键盘固件项目

现在，让我们一步步创建一个完整的键盘固件项目。本教程以一个名为"Modelo75"的75%布局键盘为例。

2.1 创建项目文件夹

首先，在QMK固件的keyboards目录下创建一个新文件夹：

# 进入QMK固件目录
cd qmk_firmware# 创建键盘文件夹
mkdir keyboards/modelo75

2.2 编写 rules.mk 文件

rules.mk是项目的核心配置文件，用于指定MCU类型、Bootloader以及各种功能开关。

# MCU名称
MCU = STM32F103
# 注释：芯片型号# Bootloader选择
BOOTLOADER = stm32duino
# 注释：F103需要使用stm32duino bootloader，因为它原生不支持USB DFU# 功能开关
NKRO_ENABLE = yes       # 启用全键无冲
EXTRAKEY_ENABLE = yes   # 启用音频控制和系统控制
# LTO_ENABLE = yes      # 链接时优化，可减小固件体积（对于Flash空间小的MCU有用）

扩展知识：LTO（Link Time Optimization）是一种编译优化技术，可以在链接阶段对整个程序进行优化，减小固件体积并提高执行效率。对于Flash空间有限的AVR系列MCU（如ATmega32U4），启用LTO非常有用。

2.3 定义键盘矩阵 (modelo75.h)

键盘矩阵文件定义了键盘的物理布局，是固件开发中最重要的文件之一。这个文件将指导QMK如何理解您的键盘按键排列。

#pragma once#include "quantum.h"/* 这个宏防止头文件被重复包含 *//* 定义键盘布局 */
#define LAYOUT( \K000, K001, K002, K003, K004, K005, K006, K007, K008, K009, K010, K011, K012, K013, K014, \K100, K101, K102, K103, K104, K105, K106, K107, K108, K109, K110, K111, K112, K113, K114, \K200, K201, K202, K203, K204, K205, K206, K207, K208, K209, K210, K211, K212,       K214, \K300, K301, K302, K303, K304, K305, K306, K307, K308, K309, K310, K311,       K313, K314, \K400, K401, K402, K403, K404, K405, K406, K407, K408, K409, K410,       K412, K413, K414, \K500, K501, K502,                   K506,                   K510, K511, K512, K513, K514  \
) { \{ K000, K001, K002, K003, K004, K005, K006, K007, K008, K009, K010, K011, K012, K013, K014 }, \{ K100, K101, K102, K103, K104, K105, K106, K107, K108, K109, K110, K111, K112, K113, K114 }, \{ K200, K201, K202, K203, K204, K205, K206, K207, K208, K209, K210, K211, K212, KC_NO, K214 }, \{ K300, K301, K302, K303, K304, K305, K306, K307, K308, K309, K310, K311, KC_NO, K313, K314 }, \{ K400, K401, K402, K403, K404, K405, K406, K407, K408, K409, K410, KC_NO, K412, K413, K414 }, \{ K500, K501, K502, KC_NO, KC_NO, KC_NO, K506, KC_NO, KC_NO, KC_NO, K510, K511, K512, K513, K514 }  \
}

技巧：使用Excel等电子表格工具可以快速生成键盘矩阵布局。您可以在Excel中创建一个与键盘行列对应的表格，填入键位标识符，然后复制到代码中进行格式调整。

2.4 创建键盘C文件 (modelo75.c)

对于基础功能，这个文件可以非常简单：

#include "modelo75.h"/* 键盘特定功能的实现可以放在这里 */
/* 例如RGB矩阵效果、旋钮功能等 */

2.5 配置硬件参数 (config.h)

config.h文件包含了键盘硬件相关的配置，如矩阵尺寸、引脚定义等：

#pragma once#include "config_common.h"/* 键盘矩阵尺寸 */
#define MATRIX_ROWS 6
#define MATRIX_COLS 15/* 键盘矩阵引脚定义 */
#define MATRIX_ROW_PINS { B5, B4, B3, A15, A2, A1 }
#define MATRIX_COL_PINS { A0, A3, A4, A5, A6, A7, B0, B1, B10, B11, B12, B13, B14, B15, B9 }/* 二极管方向 */
#define DIODE_DIRECTION COL2ROW

2.6 创建USB和设备信息 (info.json)

在QMK 0.19版本后，需要在info.json文件中定义USB相关信息：

{"keyboard_name": "Modelo75","manufacturer": "YourName","url": "","maintainer": "YourName","usb": {"vid": "0xF055","pid": "0x7501","device_version": "0.0.1"}
}

注意：VID（厂商ID）和PID（产品ID）应该是唯一的。对于个人项目，可以使用随机的16进制数值，但要避免与商业产品冲突。

2.7 ARM架构特定文件

如果使用STM32等ARM架构芯片，还需要添加以下两个文件：

mcuconf.h:

#pragma once#include_next <mcuconf.h>

halconf.h:

#pragma once#include_next <halconf.h>

2.8 创建默认按键映射

现在创建键盘映射目录和默认映射文件：

mkdir -p keyboards/modelo75/keymaps/default
touch keyboards/modelo75/keymaps/default/keymap.c

编辑keymap.c文件，定义键盘的默认按键功能：

#include QMK_KEYBOARD_H/* 层定义 */
enum layer_names {_BASE,    // 基础层_FN       // 功能层
};const uint16_t PROGMEM keymaps[][MATRIX_ROWS][MATRIX_COLS] = {/* 基础层 (0) */[_BASE] = LAYOUT(KC_ESC,  KC_F1,   KC_F2,   KC_F3,   KC_F4,   KC_F5,   KC_F6,   KC_F7,   KC_F8,   KC_F9,   KC_F10,  KC_F11,  KC_F12,  KC_PSCR, KC_DEL,KC_GRV,  KC_1,    KC_2,    KC_3,    KC_4,    KC_5,    KC_6,    KC_7,    KC_8,    KC_9,    KC_0,    KC_MINS, KC_EQL,  KC_BSPC, KC_HOME,KC_TAB,  KC_Q,    KC_W,    KC_E,    KC_R,    KC_T,    KC_Y,    KC_U,    KC_I,    KC_O,    KC_P,    KC_LBRC, KC_RBRC, KC_BSLS, KC_PGUP,KC_CAPS, KC_A,    KC_S,    KC_D,    KC_F,    KC_G,    KC_H,    KC_J,    KC_K,    KC_L,    KC_SCLN, KC_QUOT,          KC_ENT,  KC_PGDN,KC_LSFT, KC_Z,    KC_X,    KC_C,    KC_V,    KC_B,    KC_N,    KC_M,    KC_COMM, KC_DOT,  KC_SLSH,          KC_RSFT, KC_UP,   KC_END,KC_LCTL, KC_LGUI, KC_LALT,                            KC_SPC,                    MO(_FN), KC_RCTL, KC_LEFT, KC_DOWN, KC_RGHT),/* 功能层 (1) */[_FN] = LAYOUT(KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS,KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS,RGB_TOG, RGB_MOD, RGB_HUI, RGB_SAI, RGB_VAI, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS,KC_TRNS, RGB_RMOD,RGB_HUD, RGB_SAD, RGB_VAD, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS,          KC_TRNS, KC_TRNS,KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, QK_BOOT, KC_TRNS, KC_MUTE, KC_VOLD, KC_VOLU, KC_TRNS,          KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS,KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS,                            KC_TRNS,                   KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS, KC_TRNS)
};

三、层与键码详解

QMK的强大功能之一是支持多层按键映射，借助层切换功能，您可以在有限的物理按键上实现几乎无限的功能。

3.1 常用层切换键码

以下是QMK中用于层控制的常用键码：

键码	说明
`DF(n)`	将层n设为默认层
`MO(n)`	按住时临时切换到层n，松开后返回
`OSL(n)`	单击后下一个按键从层n生效，然后返回
`LM(n,mod)`	类似MO(n)，但同时应用指定的mod修饰符
`LT(n,kc)`	按住时临时切换到层n，单击时发送KC键码
`TG(n)`	切换层n的开启/关闭状态
`TO(n)`	直接切换到层n
`TT(n)`	点按功能类似MO，多次点击保持层n开启

3.2 特殊键码举例

QMK提供了许多特殊键码，以下是一些常用的例子：

QK_BOOT：进入Bootloader模式，可用于刷新固件
RGB_TOG：开关RGB灯效
RGB_MOD：切换RGB灯效模式
KC_MUTE：系统静音
KC_VOLD/KC_VOLU：音量减/增

四、编译和烧录固件

完成所有文件的创建和编辑后，就可以编译并烧录固件了。

4.1 编译固件

使用以下命令编译固件：

qmk compile -kb modelo75 -km default

如果您有多级目录，需要指定完整路径：

qmk compile -kb your_folder/modelo75 -km default

4.2 烧录固件

编译成功后，固件文件会生成在.build文件夹中。根据MCU类型，文件格式可能是.hex、.bin或.uf2。

使用QMK Toolbox或命令行工具烧录固件：

qmk flash -kb modelo75 -km default

重要提示：烧录固件前，需要将键盘设置为Bootloader模式。这通常可以通过按下键盘上的RESET按钮，或在PCB上短接RESET和GND引脚实现。

五、扩展功能与进阶技巧

5.1 快速构建键盘矩阵的Excel技巧

创建键盘矩阵是固件开发中最繁琐的工作之一。使用Excel可以大大简化这一过程：

创建一个与键盘行列数相匹配的表格
按照行列顺序填入键位标识符（如K000, K001等）
在单元格间添加逗号分隔符
复制整个表格数据到代码编辑器
使用查找替换功能调整格式

5.2 代码优化与调试技巧

保持代码整洁：适当的缩进和注释可以使代码更易于阅读和维护
模块化设计：将复杂功能拆分为单独的函数，提高代码可维护性
使用条件编译：对于可选功能，使用条件编译可以减小固件体积
日志输出：在调试复杂问题时，可以使用print或dprintf函数输出调试信息

5.3 常见问题解决方案

编译错误：检查括号、逗号是否正确，确保所有必需文件都已创建
按键不响应：检查键盘矩阵定义是否正确，二极管方向是否设置正确
层切换问题：确认层切换键的位置和功能是否正确配置
固件太大：尝试启用LTO，或禁用不需要的功能
USB不识别：检查VID/PID配置，确保已正确设置USB参数

六、结语

通过本教程，您已经学习了如何从零开始创建QMK键盘固件。这只是QMK功能的冰山一角，随着您的深入学习，还可以探索更多高级功能，如RGB灯光效果、OLED显示、旋钮编码器控制等。

持续学习QMK文档和社区资源，将帮助您进一步掌握键盘固件开发技术，创造出完全符合个人需求的独特键盘体验。

如果您在开发过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言交流，也可以加入QMK官方Discord社区获取更多帮助。

参考资源：

QMK官方文档
QMK GitHub仓库
键码列表
QMK设置指南

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编程日记 2025/5/2 11:07:40

2025五一数学建模竞赛B题完整分析论文（共42页）（含模型、可运行代码、数据）

2025年五一数学建模竞赛B题完整分析论文摘要一、问题分析二、问题重述三、模型假设四、符号定义五、模型建立与求解 5.1问题1 5.1.1问题1思路分析 5.1.2问题1模型建立 5.1.3问题1代码 5.1.4问题1求解结果 5.2问题2 5.2.1问题2思路分析 5.2.…...

编程日记 2025/5/2 11:07:39

import java.util.*;public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner sc new Scanner(System.in);int n sc.nextInt();int[] w new int[n 1];int sum 0; // 所有砝码重量之和for (int i 1; i < n; i) {w[i] sc.nextInt();sum w[i];}sc.close()…...

编程日记 2025/5/7 20:51:44

Linux 命令如何同时支持文件参数与管道输入？

文章目录 Linux 命令如何同时支持文件参数与管道输入？命令输入方式与管道机制概述常见输入控制方式常见使用示例程序实现思路：统一处理输入的方式判定输入来源的基本模式为何命令应支持参数与标准输入？ GNU Coreutils wc 源码解析&#xff1a…...

编程日记 2025/5/6 10:05:55

Lucene多种数据类型使用说明

Lucene 作为一款高性能的全文检索引擎库，其核心功能围绕索引和搜索文本数据，但它也支持多种数据类型以满足复杂的应用场景。以下是 Lucene 支持的主要数据类型及其用途的详细说明： 1. 文本类型（Text） 用途：…...

编程日记 2025/5/7 17:09:04

使用CubeMX新建DMA工程——存储器到外设模式

目录 1、新建板级支持包 1、usart.c: 2、修改的地方：在usart.c中添加了这些 3、usart.h: 4、在usart.h中添加了这些： 5、dma.c: 6、dma.h: 2、修改main.c文件 1、在main.c文件中添加头文件 2、添加外部变量声明 3、添加简单延时函数 4、添加…...

编程日记 2025/5/6 3:29:01

基于Redis实现-附近商铺查询

基于Redis实现-附近查询这个功能将使用到Redis中的GEO这种数据结构来实现。 1.GEO相关命令 GEO就是Geolocation的简写形式，代表地理坐标。Redis在3.2版本中加入到了对GEO的支持，允许存储地理坐标信息，帮助我们根据经纬度来检索数据&#…...

编程日记 2025/5/2 10:54:09

【Redis】Another Redis Desktop Manager 安装指南

目录一、Another Redis Desktop Manager 介绍二、下载安装指南三、效果预览一、Another Redis Desktop Manager 介绍国人开发的更快、更好、更稳定的 Redis 桌面客户端工具，功能强大，支持集群、哨兵、SSL 认证、树状视图、自定义格式化脚本等功…...

编程日记 2025/5/2 10:54:09

装饰器设计模式（Decorator Pattern）详解

装饰器设计模式（Decorator Pattern）详解装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许动态地向对象添加额外行为，而无需修改其原始类。这种模式通过包装对象的方式提供灵活的扩展功能替代继承。 1. 核心概念（1）模式定义装饰器模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责，就…...

编程日记 2025/5/8 19:51:57

LiteOS与SLE透传实战案例

文章目录硬件设计EDA 软件介绍创建元件及封装原理图绘制Layout元件焊接软件设计LiteOS 入门核心概念TaskWorkflow参考 API（参考 osal_task. h） 时间片任务轮转练习：仿写 example/peripheral/blinkyQueue参考 API（参考 osal_msgq…...

编程日记 2025/5/2 10:53:04

MCAL学习（1）——AutoSAR

1.了解AutoSAR及一些概念 AutoSAR是Automotive Open System Architecture ,汽车开放系统架构。针对汽车ECU的软件开发架构。已经是汽车电子软件开发的标准。 OS服务：Freertos 整车厂（OEM）主要负责应用层算法一级供应商：生产制…...

编程日记 2025/5/7 0:41:11

前端vue3项目学习

鸽王经过一个多月的学习（断断续续吧，毕竟还有其他杂事），学的昏天黑地，终于把主线捋的差不多了。只能说，前端真不是人学的，涉及的语言语法太杂乱了，入门真的太难了。而后端&#xff0…...

编程日记 2025/5/8 5:18:45

ActiveMQ 性能优化与网络配置实战（二）

五、性能优化实战 5.1 基础配置调整 5.1.1 增加并发消费者在 ActiveMQ 中，增加并发消费者是提高消息处理效率的重要手段之一。通过配置多个消费者并行处理消息，可以充分利用系统资源，加快消息的消费速度，从而提高系统的整体吞…...

编程日记 2025/5/2 10:50:58

Python 函数装饰器和闭包(装饰器基础知识)

本章内容： Python 如何计算装饰器句法 Python 如何判断变量是不是局部的闭包存在的原因和工作原理 nonlocal 能解决什么问题掌握这些基础知识后，我们可以进一步探讨装饰器： 实现行为良好的装饰器标准库中有用的装饰器实现一个参数化装饰器…...

编程日记 2025/5/4 7:33:30

“Everything“工具是 Windows 上文件名搜索引擎神奇

01 Everything 和其他搜索引擎有何不同轻量安装文件。干净简洁的用户界面。快速文件索引。快速搜索。快速启动。最小资源使用。轻量数据库。实时更新。官网：https://www.voidtools.com/zh-cn/downloads/ 通过网盘分享的文件：Every…...

编程日记 2025/5/9 13:04:42

【Machine Learning Q and AI 读书笔记】- 04 彩票假设

Machine Learning Q and AI 中文译名大模型技术30讲，主要总结了大模型相关的技术要点，结合学术和工程化，对LLM从业者来说，是一份非常好的学习实践技术地图. 本文是Machine Learning Q and AI 读书笔记的第4篇，对应原…...

编程日记 2025/5/7 3:33:59

linux下安装ollama网不好怎么办？

文章目录前言kkgithub下载脚本，而不是直接运行修改脚本修改权限还是不行？前言今天想在linux上面更新一下ollama，于是去到官网： https://ollama.com/download/linux linux下安装ollama还是挺简单的： curl -fsSL https://ollama.com/install.sh | sh我也是特别嗨皮地就…...

编程日记 2025/5/8 10:31:24

（A题｜支路车流量推测问题）2025年第二十二届五一数学建模竞赛（五一杯/五一赛）解题思路|完整代码论文集合

编程日记 2025/5/6 10:05:54

RDMA高性能网络通信实践

RDMA高性能网络通信实践一、背景介绍二、方法设计A.实现方案B.关键技术点三、代码及注释四、注意事项一、背景介绍远程直接内存访问（RDMA）技术通过绕过操作系统内核和CPU直接访问远程内存，实现了超低延迟、高吞吐量的网络通信。该技术广泛应用于高性能计算、分布式存储和…...

编程日记 2025/5/9 7:23:50

【LeetCode Hot100】图论篇

前言本文用于整理LeetCode Hot100中题目解答，因题目比较简单且更多是为了面试快速写出正确思路，只做简单题意解读和一句话题解方便记忆。但代码会全部给出，方便大家整理代码思路。 200. 岛屿数量一句话题意求所有上下左右的‘1’的连通块…...

编程日记 2025/5/8 11:31:16

QMK机械键盘固件开发指南：从源码到实践

前言

一、QMK项目文件结构

1.1 基本结构

1.2 文件命名规则

1.3 ARM架构专用文件

二、创建键盘固件项目

2.1 创建项目文件夹

2.2 编写 rules.mk 文件

2.3 定义键盘矩阵 (modelo75.h)

2.4 创建键盘C文件 (modelo75.c)

2.5 配置硬件参数 (config.h)

2.6 创建USB和设备信息 (info.json)

2.7 ARM架构特定文件

2.8 创建默认按键映射

三、层与键码详解

3.1 常用层切换键码

3.2 特殊键码举例

四、编译和烧录固件

4.1 编译固件

4.2 烧录固件

五、扩展功能与进阶技巧

5.1 快速构建键盘矩阵的Excel技巧

5.2 代码优化与调试技巧

5.3 常见问题解决方案

六、结语

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