AM2857 控制信号类型、电平、时序完整说明

适配你的硬件:STM32F103 + YB-ERF01-V3.0 运动控制板

一、基础控制信号规格

1. 信号类型

IN_AIN_B数字电平控制信号(CMOS 电平输入)

  • 输入高电平 VIH ≥2.0V
  • 输入低电平 VIL ≤0.8V ✅ STM32F103 3.3V IO 可以直接驱动,无需电平转换

2. 驱动逻辑回顾(单 H 桥)

表格

IN_A IN_B 工作模式
0 1 电机正转, IN_B信号的PWM占空比控制转速
1 0 电机反转, IN_A信号的PWM占空比控制转速
0 0 滑行(高阻,自由停)两个方向都没有控制信号,自由滑动
1 1 刹车(输出短接,能耗制动),两个方向都控制信号,刹车

调速实现方案(两种标准时序)

二、两种 PWM 调速时序方案(工程最常用)

方案 1:单脚 PWM 调速(推荐,EMI 更低,推荐机器人使用)

固定方向电平,另一引脚输出 PWM 示例:正转调速

  • IN_A = 0(恒定低电平)
  • IN_B = PWM 波形(0~100% 占空比)

反转调速

  • IN_A = PWM 波形(0~100% 占空比)
  • IN_B = 0(恒定低电平)

时序特征:

  1. PWM 周期建议:5kHz~20kHz

建议选用 10kHz;

低于 5kHz 电机刺耳噪音明显;超过 20kHz 芯片开关损耗上升、发热增加。

  1. 占空比越大 → 平均电压越高,转速越快;
  2. 切换转向前,先把 PWM 占空比降到 0,等待 1~2ms,再切换电平,防止 H 桥直通!

⚠️致命禁忌:禁止直接同时翻转 IN_A/IN_B 电平,极易出现上下管同时导通(直通炸管)。

方案 2:互补 PWM(不推荐 AM2857 使用)

IN_A 与 IN_B 输出反向 PWM,理论调压; AM2857无硬件死区保护,互补驱动极易产生直通,不建议采用

三、关键时序约束(硬件保护重点)

  1. 转向切换死区时间要求 当电机需要换向: 正转 → 停止 → 反转 软件必须插入 ≥1ms 滑行 / 刹车过渡区间 错误操作:直接 IN_A=0,IN_B=1 → 瞬间改成 IN_A=1,IN_B=0 → MOS 管关断存在延时,短暂上下桥直通,大电流冲击,烧毁芯片。

推荐安全切换流程:

  1. PWM 占空比置 0

  2. 设置 IN_A=0,IN_B=0(滑行),延时 1~2ms

  3. 设置反向电平,逐步提升 PWM 占空比

  4. 输入信号建立 / 保持时间 AM2857 内部逻辑延迟典型值:tPLH / tPHL ≈ 200~400ns STM32 定时器输出 PWM 完全满足,不需要额外时序等待。

  5. 禁止同时持续输入 IN_A=1 & IN_B=1 长时间刹车 长时间刹车状态下电机堵转,持续大电流,芯片快速过热触发 OTP 保护。

四、噪声与时序 EMC 建议(你的板子重点:保护 ICM20948)

  1. PWM 开关边沿会产生电磁干扰,干扰板载 ICM20948 九轴陀螺仪
  • PWM 频率优先选择 10kHz,避开 IMU 采样频率谐波;
  • AM2857 功率回路 PCB 远离 SPI 信号线与 IMU 区域;
  • 电机两端并联 RC 吸收回路(原理图已经预留)抑制尖峰。
  1. IN_A、IN_B 控制信号线串联 100Ω ~ 330Ω 限流电阻(原理图已设计),抑制震荡、减少辐射干扰。

五、STM32 软件时序模板伪代码

c

运行

// 电机正转调速
void Motor_Forward(uint8_t duty)
{
    Set_PWM_Duty(0);         // 先清零
    HAL_Delay(1);
    GPIO_INA = 0;
    GPIO_INB = 1;
    Set_PWM_Duty(duty);      // 逐步开启PWM
}

// 电机反转调速
void Motor_Backward(uint8_t duty)
{
    Set_PWM_Duty(0);
    HAL_Delay(1);
    GPIO_INA = 1;
    GPIO_INB = 0;
    Set_PWM_Duty(duty);
}

// 滑行停止
void Motor_CoastStop(void)
{
    Set_PWM_Duty(0);
    GPIO_INA = 0;
    GPIO_INB = 0;
}

六、常见踩坑点

  1. PWM 频率设置过高(>25kHz):芯片发热严重;
  2. 无缓冲直接换向:瞬时直通,芯片发烫、损坏;
  3. 长时间刹车堵转:触发过热保护,小车突然不动;
  4. 控制信号缺少限流电阻:信号反射震荡,H 桥逻辑误触发。
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