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。


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。 |
5V | 5V / 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。 |
SCLK | GPIO18 | SPI 时钟。 |
DIN | GPIO23 | ESP32 输出至 M1 的 SPI 数据。 |
CS | GPIO22 | SPI 片选,低有效。 |
START | GPIO26 | 采样启动控制。 |
RESET | GPIO27 | 复位控制,低有效。 |
PWDN | GPIO32 | 掉电控制,低有效。 |
CLK | GPIO25 | 由 ESP32 连续输出 2.048 MHz 主时钟。 |
DRDYC | GPIO34 | M1 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。 |
RE | GPIO19 | M1 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 |
|---|---|---|
| 1 | GND | GND |
| 2 | 5V | 5V |
| 3 | GND | GND |
| 4 | GND | GND |
| 5 | SCLK | SCLK |
| 6 | DIN | DIN |
| 7 | CS | CS |
| 8 | START | START |
| 9 | RESET | RESET |
| 10 | PWDN | PWDN |
| 11 | CLK | CLK |
| 12 | DRDYC | DRDYC |
| 13 | DISOUT | DISIN |
| 14 | RE | RE |
| 15 | NC | NC(不接电源或其他信号) |
| 16 | GND | GND |
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
- 使用配套的同向直通线,不使用交叉线或来源不明的排线。
- 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。 - 插头必须覆盖完整接口,不得向左或向右偏移一位。
- 插头应平行、均匀插入,不能只插上一侧或斜插。
- 插入后再次检查两端
GND、5V位置相互对应,再允许上电。 - 拔线时握住插头本体,禁止直接拉拽导线。
- 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 1 | ROLE 2 |
|---|---|---|
| 单板 | ON | ON |
| 首板 | ON | OFF |
| 中间板 | OFF | OFF |
| 尾板 | OFF | ON |
- “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
- 断开电源和所有电极。
- 按实际板数在桌面上排好首板、中间板和尾板。
- 设置每块板的
ROLE 1/2。 - 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。
- 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。 - 最后把主控/电源接到首板
POWER/CHAIN IN。 - 逐个检查每只插头的
GND、5V、完整对齐和插入深度。 - 先不上电极,给主控配置正确板数,完成识别和内部测试。
- 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。