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插接、装配与菊花链

按板上 CHAIN OUT、POWER/CHAIN IN 和 ROLE 1/2 丝印完成单板及多板连接。

本页说明用户如何根据板上丝印连接一块或多块 BCIKit M1。全部插拔和 ROLE 设置都必须在断电状态下进行。

BCIKit M1 上下接口与 ROLE 开关

两块 BCIKit M1 与 ESP32-DevKitC 的实际装配示例

上图为两块 M1 与 ESP32-DevKitC 的装配示例:ESP32 接入首板下方的 POWER/CHAIN IN,首板上方的 CHAIN OUT 接到第二块板下方的 POWER/CHAIN IN。第二块板是尾板,其 CHAIN OUT 保持空置。

1. 两个接口分别做什么

板上丝印位置用户用途
CHAIN OUT板卡上方把本板连接到下一块 M1
POWER/CHAIN IN板卡下方接主控/电源,或接上一块 M1

按上图方向放置板卡时,接口丝印从左到右依次为:

CHAIN OUT

左半,从左到右:GND  5V  GND  GND  SCLK  DIN  CS  START
右半,继续向右:RESET  PWDN  CLK  DRDYC  DISOUT  RE  NC  GND

POWER/CHAIN IN

左半,从左到右:GND  5V  GND  GND  SCLK  DIN  CS  START
右半,继续向右:RESET  PWDN  CLK  DRDYC  DISIN  RE  NC  GND
丝印用户需要知道的含义
GND、5V板卡供电位置,也是检查插头方向时最重要的标记
SCLK、DIN、CS主控通信信号,由配套线束直接连接
START、RESET、PWDN启动、复位和低功耗控制信号
CLK板卡工作所需的连续主时钟
DRDYC多板采样同步信号
DISOUT仅出现在上方 CHAIN OUT,送往下一块板
DISIN仅出现在下方 POWER/CHAIN IN,接收上一块板
RE数据返回信号,由配套线束直接连接
NC保留位置,不连接其他信号或电源

这张表用于核对接口、线束和插入方向,不是连接器针脚编号,也不代表普通用户需要逐根接线。

连接方向始终是:

主控/电源
    ↓
第 1 块 POWER/CHAIN IN
第 1 块 CHAIN OUT
    ↓
第 2 块 POWER/CHAIN IN
第 2 块 CHAIN OUT
    ↓
下一块……

不要把两个 CHAIN OUT 相连,也不要把两块板的 POWER/CHAIN IN 相连。

2. ESP32-DevKitC 到首板的逐引脚连接

下表适用于当前公开的 ESP32-DevKitC V4 参考固件。ESP32 只能接到首板下方的 POWER/CHAIN IN;两块或更多板时,不要把 ESP32 的线再接到后续板。

表中 M1 一列完全使用 PCB 上的丝印名称,制作线束时请按丝印逐根对应,不要按导线颜色猜测。

首板 POWER/CHAIN IN 丝印ESP32-DevKitC V4连接要求
GND(全部 GND 位置)GND共地;至少使用一根可靠地线,配套 16 芯线束应让所有标为 GND 的位置对应 ESP32 地。
5V5V / VIN仅在首板接入 5 V;整条链不能从尾板或其他位置重复供电。
SCLKGPIO18SPI 时钟。
DINGPIO23ESP32 输出至 M1 的 SPI 数据。
CSGPIO22SPI 片选,低有效。
STARTGPIO26采样启动控制。
RESETGPIO27复位控制,低有效。
PWDNGPIO32掉电控制,低有效。
CLKGPIO25由 ESP32 连续输出 2.048 MHz 主时钟。
DRDYCGPIO34M1 输出至 ESP32 的采样就绪信号。
DISIN不接首板前方没有上一块 M1,此位置保持不接。
REGPIO19M1 返回至 ESP32 的 SPI 数据。
NC不接保留位置;不得接电源、GND 或 GPIO。

所有 ESP32 GPIO 均为 3.3 V 逻辑;5V 只能连接 M1 的 5V 丝印位置,不能接到任意数字信号。无人体连接时,可由 ESP32 的 5 V 引脚为首板供电;人体实验时必须使用电池或合规隔离电源,并断开 USB、调试器和示波器地等非隔离路径。

3. 多板之间的逐引脚连接

下表用于制作或检查板间线:左列是前一块板上方 CHAIN OUT 的丝印,右列是下一块板下方 POWER/CHAIN IN 必须接到的丝印。

“序位”只表示从左到右的丝印顺序,不是连接器实际印刷的针脚编号;制作线束时必须按每一行一一对应。

序位前一块板:CHAIN OUT下一块板:POWER/CHAIN IN
1GNDGND
25V5V
3GNDGND
4GNDGND
5SCLKSCLK
6DINDIN
7CSCS
8STARTSTART
9RESETRESET
10PWDNPWDN
11CLKCLK
12DRDYCDRDYC
13DISOUTDISIN
14RERE
15NCNC(不接电源或其他信号)
16GNDGND

因此,板间线本质上是一根 16 芯、同向、逐位直通的线束;唯一会看到丝印名称不同的位置是第 13 位:前板 DISOUT 对应后板 DISIN。不要把第 13 位改成同名对接,也不要省略其他地线。

自制线束上电前应使用万用表逐项确认:5V 没有接到任意 GND,每个 GND 都接到对应 GND,并且 DISOUT 只通向 DISIN。

4. 插头方向和线材要求

  1. 使用配套的同向直通线,不使用交叉线或来源不明的排线。
  2. 插接前同时对照插头两端的 GND 和 5V 丝印,不能只依赖红线、黑线或排线边缘颜色。
  3. 插头必须覆盖完整接口,不得向左或向右偏移一位。
  4. 插头应平行、均匀插入,不能只插上一侧或斜插。
  5. 插入后再次检查两端 GND、5V 位置相互对应,再允许上电。
  6. 拔线时握住插头本体,禁止直接拉拽导线。
  7. 多板安装后固定线束,避免线材重量拉动板卡接口。

普通用户不应绕过连接器逐根飞线;自行制作转接线时,必须按两端相同丝印逐项做通断和短路检查。

5. ROLE 1/2 设置

严格按照板卡右侧丝印表设置:

使用位置ROLE 1ROLE 2
单板ONON
首板ONOFF
中间板OFFOFF
尾板OFFON
  • “首板”是直接连接主控/电源的第一块板。
  • “尾板”是链路中最后一块板,其 CHAIN OUT 保持空置。
  • 两块板时只有首板和尾板,不存在中间板。
  • 三块或四块板时,首尾之间的板全部设为中间板。

拨动开关后,应重新对照丝印表检查一次;不要在上电时改变 ROLE。

6. 常见组合

1 块板,8 通道

主控/电源 → [单板 POWER/CHAIN IN]
             [CHAIN OUT 空置]
ROLE:ON / ON

2 块板,16 通道

主控/电源 → [首板 POWER/CHAIN IN]
             [首板 CHAIN OUT] → [尾板 POWER/CHAIN IN]
                                  [尾板 CHAIN OUT 空置]
首板 ROLE:ON / OFF
尾板 ROLE:OFF / ON

3 块板,24 通道

主控/电源 → 首板 → 中间板 → 尾板
ROLE        ON/OFF  OFF/OFF   OFF/ON

实际接线例子:3 块 M1,24 通道

先把三块板从左到右摆成“首板 A、中间板 B、尾板 C”,再按下面逐根接线:

线 1:主控/电源 → 板 A 下方 POWER/CHAIN IN
线 2:板 A 上方 CHAIN OUT → 板 B 下方 POWER/CHAIN IN
线 3:板 B 上方 CHAIN OUT → 板 C 下方 POWER/CHAIN IN

板 C 上方 CHAIN OUT:保持空置

对应的 ROLE 为:板 A ON / OFF,板 B OFF / OFF,板 C OFF / ON。只从板 A 的 POWER/CHAIN IN 进入 5 V;板 B 和板 C 不再单独接电源。接完后,沿着每根线分别核对两端的 GND、5V 是否对齐,再进行无电极上电测试。

4 块板,32 通道

主控/电源 → 首板 → 中间板 → 中间板 → 尾板
ROLE        ON/OFF  OFF/OFF   OFF/OFF   OFF/ON

每个箭头都表示“前一块的 CHAIN OUT 接后一块的 POWER/CHAIN IN”。

7. 多板供电规则

  • 整条链只允许从首板的 POWER/CHAIN IN 提供一路 5 V。
  • 不要从尾板反向供电,也不要在链路两端同时供电。
  • 不要给每块板分别接不同的 5 V 电源;电源地电位差可能造成异常电流。
  • 按每块 M1 至少 100 mA 估算,并为主控、线缆压降和启动过程留出余量。
  • 板数增加后,应在最末板确认供电没有明显跌落;主控反复重启或末板无法识别时,先检查电源容量和线缆接触。
  • 板间线尽量短,并优先使用套件配线。当前版本不对任意加长线材承诺固定最大长度。

8. 推荐装配顺序

  1. 断开电源和所有电极。
  2. 按实际板数在桌面上排好首板、中间板和尾板。
  3. 设置每块板的 ROLE 1/2。
  4. 使用绝缘支撑柱把板卡固定到同一底板或机壳内,避免板卡重叠接触。
  5. 从链路末端向前依次连接:尾板 POWER/CHAIN IN、前一板 CHAIN OUT,直到首板。
  6. 最后把主控/电源接到首板 POWER/CHAIN IN。
  7. 逐个检查每只插头的 GND、5V、完整对齐和插入深度。
  8. 先不上电极,给主控配置正确板数,完成识别和内部测试。
  9. 断电,连接并固定电极线束,再重新上电采集。

9. 上电后的检查

  • 主控报告的板数应与实际板数一致。
  • 8、16、24、32 通道配置应分别对应 1、2、3、4 块板。
  • 所有板应无异常发热、异味或可闻噪声。
  • 末板无法工作时,按“末板 → 前一块 → 首板”的顺序检查板间线和 ROLE。
  • 多板数据顺序由配套固件和上位机处理;正式实验前,建议逐板使用内部测试确认通道映射。

10. 禁止操作

  • 带电插拔、反插或错位插接。
  • CHAIN OUT 接 CHAIN OUT。
  • 两端同时供电或多个独立电源并联供电。
  • 用 5 V 逻辑信号驱动接口。
  • 人体连接时保留未隔离 USB、调试器或示波器接地路径。
  • 用过长、未测通断或自行改线序的线材直接上电。