单路 FOC 电机驱动板规格书（Specification）

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项目	内容
副标题	单路三相 FOC 无刷电机驱动 · 硬件规格书
品牌	Daliang Auto
产品名称	FOC_Single 单路 FOC 电机驱动板
产品型号	PF1‑400‑A
主控	STM32G473RCT6（ARM Cortex‑M4F，LQFP64）
文档版本	Rev. 2.0
适用	电动自行车 / 电动踏板车 / LEV、卡丁车线控、通用 BLDC / PMSM 有感 FOC 驱动、通用 FOC 开发

本规格书仅描述硬件（电气、功率链路、接口、引脚、连接器、机械与保护）。部分电源 / 栅驱 / 功率 / 保护 / 接口器件以功能描述给出，具体料号不在本公开文档披露。文中电气参数为典型 / 推荐值，量产前请以正式测试报告为准。

1. 产品概述

FOC_Single 是一款以 STM32G473RCT6 为核心的单路、三相 FOC（磁场定向控制）无刷电机驱动板。功率链路、电流采样、保护与母线采样均按 100 V 功率体系 设计，出厂标定为 48 V 平台，覆盖 6S–13S 锂电。

Rev. 2.0 相对 Rev. 1.1 的主要变化：新增编码器接口（SPI 绝对 + ABZ 增量）、新增 MOS 温度检测（NTC）、遥控输入支持 PWM/SBUS/CRSF/IBUS 四协议、外部串口升级为 5 V 兼容。详见 §16 修订记录。

主要特性：

主控： STM32G473RCT6，Cortex‑M4F @ 170 MHz，256 KB Flash / 128 KB SRAM，硬件 FPU + CORDIC，TIM1 高级定时器、5×ADC、FDCAN。
三相 FOC 功率级： 集成式三相栅极驱动器（内置电荷泵、3 路电流采样放大器、SPI 配置、VDS 硬件过流保护）+ 6× 100 V 功率 MOSFET 三相半桥。
精密电流采样： 低边 3× 2 mΩ 分流，开尔文（四线）取点 + 内置 CSA（增益 10 V/V），满量程 ±82.5 A。
位置反馈（双通道）：
- 编码器接口（新增） — SPI3 绝对角度 + ABZ 增量正交，10P 连接器（U8），3.3 V 供电。
- 霍尔接口 — 5 V 供电 + RC 滤波 + 施密特缓冲，TIM4 输入捕获。
MOS 温度检测（新增）： 板载 10 kΩ / B3950 NTC，贴装于功率 MOSFET 旁 ≈2.6 mm，接 ADC3_IN12。取代旧版纯 I²t 软件估算。
遥控输入（升级）： 单一引脚（PA3 / H2）经施密特缓冲，固件可选 PWM / SBUS / CRSF（ExpressLRS）/ IBUS 四种协议；3.3 V 与 5 V 接收机均可直接接入。
宽压输入： DC 8–54.6 V（6S–13S 锂电），板载 输入保险丝 + TVS 浪涌抑制，母线电压经 ADC 实时检测。
板载电源： 100 V 同步降压 输出 5 V + 线性稳压 3.3 V，对外提供 5 V 取电（经自恢复保险丝）；5 V 轨亦可经肖特基二极管由 USB 供电。
通信： 1×CAN（经典 CAN ≤1 Mbps，双 4P 接口可级联，120 Ω 终端可切换）、USB Type‑C（USB‑UART + 一键下载）、5 V 兼容外部 TTL 串口（升级）。
保护： 输入保险丝、TVS 浪涌抑制、栅驱 VDS 过流、NTC 实测 MOS 温度、母线过压 / 欠压软件监测、5 V 取电口自恢复保险丝。
尺寸： 100 × 55 mm，4 层 PCB，4 × Ø3.2 mm 安装孔（94 × 49 mm 孔距）。

2. 系统框图

        VIN 8–54.6V (6S–13S)
            │
   输入保护(保险丝 + TVS 浪涌抑制) ──► VBUS(母线) ──┬──► 逆变级去耦
            │                                        │
   母线电压检测(分压 → ADC4_IN3 / PB12)              │
            │                                 三相半桥 6× 100V MOSFET
   100V 同步降压 (5V) ──► 线性稳压 (3.3V)             │  ▲ 栅极驱动     ▲
            │                                         │  │            NTC(贴 MOS 旁)
   ┌───────────────  STM32G473RCT6  ─────────────────┘  │            → ADC3_IN12/PB0
   │ TIM1 ─ 三相互补 PWM (中心对齐) ─────────► 三相栅极驱动器
   │ SPI1 ─ 栅驱配置 / 故障 (ENABLE / CAL / nFAULT)  (电荷泵+CSA+VDS OCP)
   │ ADC1 ─ 三相电流 (低边 2mΩ + CSA×10, 开尔文取点)
   │ ADC2 ─ 油门模拟(PC3)   ADC3 ─ NTC(PB0)   ADC4 ─ 母线(PB12)   ADC5 ─ 板载电位器
   │
   │ ┌── 74LVC14A 六路反相施密特缓冲 (U10, VCC=3.3V, 输入耐 5.5V) ──┐
   │ │  ch1-3 ← 霍尔 A/B/C (U11)          → TIM4_CH1/CH2/CH4        │
   │ │  ch4   ← 遥控 RC (H2)              → PA3 (TIM2_CH4 / USART2) │
   │ │  ch5   ← 外部串口 RX (CN3)        → PB11 (USART3_RX)        │
   │ └──────────────────────────────────────────────────────────────┘
   │
   │ SPI3 + TIM3 ─ 编码器 (U8) ─ 绝对角度(SPI) + 增量 ABZ(正交)
   │ FDCAN1 ─ CAN 收发器 (经典 CAN, 120Ω 可投切, 双 4P 级联)
   │ USART1 ─ USB‑UART ─ USB‑C (一键下载)     USART3 ─ 外部 UART (5V 兼容)
   │ GPIO ─ 方向 / 模式 / 刹车   PC13 用户按键   PC9 状态 LED   蜂鸣器   SWD
   └────────────────────────────────────────────────────────────────┘
            │
   电机相线 U/V/W · 霍尔 5P · 编码器 10P · 遥控 3P · 控制 8P

3. 主控 MCU 规格

参数	规格
型号	STMicroelectronics STM32G473RCT6
内核	ARM Cortex‑M4，带 FPU（单精度）、DSP 指令、CORDIC 三角加速器
主频	最高 170 MHz（板载 8 MHz 主晶振经 PLL 倍频）
Flash / SRAM	256 KB / 128 KB
关键外设	TIM1 高级定时器（互补 PWM + 死区 + 刹车输入）、5×12‑bit ADC、FDCAN、多路 UART / SPI
封装	LQFP64（10×10 mm，0.5 mm 间距）
供电	3.3 V；VDDA 经 10 Ω + 1 µF + 100 nF π 型滤波独立供电，VREF+ = VDDA
时钟源	8 MHz 主晶振（18 pF 负载电容）
工作温度	-40 ℃ ~ +85 ℃（按 MCU 规格，整板以实测为准）

3.1 ⚠️ I/O 电平耐压（设计与接线必读）

STM32G4 的 I/O 分两类，且没有到 VDD 的正向注入通路（数据手册 Table 15 脚注："Positive injection (when VIN > VDD) is not possible on these I/Os"，IINJ(PIN) = −5/0 mA）。

这意味着：串联电阻不能防止过压损坏。 引脚上加超过上限的电压，没有电流被钳走，栅氧直接承受全压。

I/O 结构	耐压	本板使用的引脚
FT（5 V 容忍）	5.5 V	PC6 / PC7 / PC8 / PC9 / PC10 / PC11 / PC12 / PC13 / PA15 / PB6 / PB7 / PB9
TT_a（3.6 V 上限）	3.6 V	PA0–PA8 / PB0 / PB1 / PB10 / PB11 / PB12 / PC3 / PC5

对外接口的防护策略：

接口	引脚结构	防护
霍尔	经 74LVC14A（耐 5.5 V）	✅ 缓冲器隔离
遥控 RC	经 74LVC14A（耐 5.5 V）	✅ 缓冲器隔离，3.3 V / 5 V 接收机均安全
外部串口 RX	经 74LVC14A（耐 5.5 V）	✅ 缓冲器隔离，5 V TTL 模块安全
方向 / 模式 / 刹车	PC6/7/8 = FT	✅ 引脚本身耐 5 V
油门模拟（PC3）	TT_a	✅ 10 k / 20 k 分压（0.667）
编码器 ABZ（PA5/6/7）	TT_a，直连无缓冲	⚠️ 仅支持 3.3 V 编码器（U8 供 3V3；开漏/NPN 编码器由 2.2 kΩ 上拉定义 3.3 V 高电平，亦安全）
外部串口 TX（PB10）	TT_a，输出	⚠️ 接线务必 TX↔RX 对接，勿 TX↔TX

4. 电源系统

4.1 输入与保护

环节	实现	说明
主输入端子	U1（5.08 mm 螺钉端子，2P）	BAT+ / GND，主电源输入
过流保护	输入保险丝（SMD 保险丝座 + 保险管）	短路 / 过流最终熔断保护，串联于输入
浪涌 / 钳位	TVS 瞬态抑制（标称 60 V 级，钳位 < 100 V）	抑制输入瞬态过压，钳位包络对齐 100 V 功率器件
防反接	无	端子防呆 + 丝印标极性，电池务必正接，勿反接
母线电压检测	电阻分压 + RC 滤波 → ADC4_IN3（PB12）	分压比 21.0，满量程 69.3 V；响应时间常数 ≈0.5 ms〔Rev.2.0 由 ≈5 ms 提升〕；软件过压 / 欠压监测
5 V 取电口保护	自恢复保险丝（PPTC）	保护 CN3 / U8 等对外 5 V / 3V3 取电口短路

推荐工作输入：DC 8–54.6 V（6S–13S 锂电），出厂标定 48 V 平台。 输入下限受降压 UVLO 限制。

功率输出参考（额定工况，母线连续电流）：

工况（母线电压 / 功率）	母线连续电流
24 V / 200 W	≈ 8.3 A
36 V / 350 W	≈ 9.7 A
48 V / 400 W	≈ 8.3 A

功率级采用 100 V 功率 MOSFET（100 V / 100 A 级，三相半桥），器件能力远高于上述使用电流；连续能力主要由分流电阻降额与散热决定，见 §5、§14。

4.2 电源轨

电源轨	规格	对外接口
+5 V	100 V 同步降压 DC‑DC，约 5.1 V；亦可经肖特基二极管由 USB 5V（VBUS）并入	H1 排针、霍尔 U11、控制 U9、遥控 H2、外部串口 CN3（经 PPTC）
+3.3 V	线性稳压，≤600 mA（供 MCU / 逻辑 / 通信）	编码器 U8、H1 排针
母线去耦	入口 470 µF/100 V + 1 µF + 100 nF；逆变级 220 µF/100 V + 薄膜 + 每相 100 nF（全 ≥100 V）	—

接入 USB 时，5 V 轨可由 USB（VBUS，经肖特基）供电，不接主电池即可运行 MCU / 逻辑（便于烧录 / 调试 / 参数配置）；功率级驱动电机仍需主电池母线。

5. FOC 功率级

5.1 三相半桥与功率链路

三相半桥：6× 100 V 功率 MOSFET（100 V / 100 A 级），VBUS 顶层连续铺铜喂上管漏极，相节点经多过孔下内层走宽铜到电机端子。
栅极驱动：集成式 三相栅极驱动器，内置电荷泵、3 路电流采样放大器（CSA）、SPI 配置与 VDS 过流保护（阈值经 SPI 可配，触发 nFAULT）。每管 10 Ω 栅极串阻（贴栅极）+ 10 kΩ 栅源电阻。
PWM：TIM1 中心对齐互补输出（CH1/2/3 + CH1N/2N/3N），死区由 TIM1 死区发生器产生；典型载波 16–40 kHz（固件设定，出厂 20 kHz）。栅驱故障 nFAULT 可接 TIM1_BKIN 硬件关断 PWM。

5.2 电流采样

项目	实现
分流电阻	低边 3× 2 mΩ，开尔文（四线）取点（大电流走焊盘外端，采样对从电阻内侧专线并走、远离开关节点）
采样放大	栅驱内置 CSA，增益 10 V/V，零电流偏置 1.65 V（约 2048 count）
抗混叠	SOx 输出经 33 Ω + 1 nF RC（贴 ADC 脚）后入 MCU
ADC 通道	ADC1_IN1 / IN2 / IN3（PA0 / PA1 / PA2，SOA / SOB / SOC）注入组，TIM1_CH4 触发
电流标度	约 0.0403 A / count，满量程 ±82.5 A
连续上限	受 2 mΩ 分流降额约束，约 30 A RMS 连续；更高连续电流需重选分流并加宽相铜

6. 位置反馈

本板提供 两套独立的位置反馈通道，可单独使用或组合（编码器为主 + 霍尔备份 / 启动定位）。

6.1 编码器接口（Rev. 2.0 新增）

连接器 U8（ZX‑PHB2.0‑2‑5PZZ，2.0 mm 双排 10P）：

脚	信号	脚	信号
1	+3.3 V	2	GND
3	EN_SCK	4	EN_MISO
5	EN_MOSI	6	EN_CS
7	A	8	GND
9	B	10	Z

SPI3 绝对角度通道：

项目	实现
引脚	SCK=PC10 / MISO=PC11 / MOSI=PC12 / CS=PA15（软件片选）
调理	四线各串 100 Ω；CS 经 10 kΩ 上拉至 3V3（MCU 侧，复位期间定电平）；MISO 经 2.2 kΩ 上拉至 3V3（连接器侧，防线缆缺失悬空）
独立性	SPI3 与栅驱的 SPI1（PB3/4/5）完全独立，无总线争用
供电去耦	U8 pin1 旁 100 nF（≤3.3 mm）

ABZ 增量正交通道：

项目	实现
引脚	A=PA6（TIM3_CH1）/ B=PA7（TIM3_CH2）/ Z=PA5（EXTI）
解码	TIM3 编码器模式（4 倍频），Z 走 EXTI 上升沿
调理（每路）	100 Ω 串阻（贴 U8，入口限流 / 阻尼） + 470 pF 对地（贴 MCU，接收端滤波） + 2.2 kΩ 上拉至 3V3
极性	不经缓冲器，不反相（区别于霍尔 / 遥控 / 串口 RX）
边沿（推挽编码器）	≈103 ns（100 Ω × 470 pF），可用至 ≈2.4 MHz
边沿（开漏编码器）	≈2.3 µs（2.2 kΩ × 470 pF），可用至 ≈110 kHz（覆盖 1000 线 @ 6000 rpm）

⚠️ 编码器电平限制：仅支持 3.3 V 编码器。 PA5/PA6/PA7 为 TT_a（3.6 V 上限）且无钳位二极管，ABZ 未经缓冲器。U8 只提供 3.3 V 供电，与此限制自洽。 开漏 / NPN 输出的编码器（5 V / 12 V / 24 V 外部供电）亦可安全接入 —— 它只拉低，高电平由板上 2.2 kΩ 上拉定义为 3.3 V，天然完成电平转换（速度上限见上表）。

6.2 霍尔接口

项目	实现	说明
连接器	U11（2.0 mm，5P：5V / GND / HA / HB / HC）	5 V 供电，霍尔有感
前端调理	330 Ω 串 + 4.7 kΩ 上拉 + 10 nF RC + 74LVC14A 施密特缓冲	干净边沿，抗抖动；信号反相
捕获通道	TIM4_CH1 / CH2 / CH4（PB6 / PB7 / PB9，独立输入捕获）	—

⚠️ 不能使用 TIM 的硬件霍尔接口（XOR / TIMx_CR2.TI1S）模式。 该模式要求三路霍尔落在同一定时器的 CH1/CH2/CH3，而 TIM4_CH3 = PB8 已被 BOOT0 占用，霍尔 C 只能退到 CH4。请使用 TIM4_CH1/CH2/CH4 三路独立输入捕获（硬件时间戳，测速精度不打折），或 EXTI + 自由运行计数器。硬件 XOR 与自动换相（TIM1 COM）是为六步梯形波设计的，FOC 用不到。

7. 温度检测（Rev. 2.0 新增）

项目	实现
传感器	NTC 10 kΩ / B3950（0603，贴装于功率 MOSFET 旁 ≈2.6 mm）
电路	`+3V3 → 4.7 kΩ → 节点（100 nF 对地） → NTC → GND`
ADC 通道	ADC3_IN12（PB0）
布局	NTC 接地脚落在 GND 铜皮（不在开关节点铜皮上）；分压上端电阻与滤波电容置于 MCU 侧
源阻抗	4.7 k ∥ 10 k ≈ 3.2 kΩ → ADC 必须设长采样时间（≥247.5 cycles）

取代 Rev. 1.x 的"无 NTC / 纯 I²t 软件估算"。 建议固件仍并行运行 I²t 模型，取两者中更保守的一个 —— NTC 开路 / 脱焊时读数会假性偏"冷"。

8. 通信接口

接口	引脚	连接器	说明
CAN	FDCAN1_TX=PA12 / RX=PA11	CN2 / CN1（2.0 mm，4P，CANH / CANL）	3.3 V CAN 收发；经典 CAN ≤1 Mbps；120 Ω 终端经拨动开关可投切；双接口便于级联
USB（下载 / 调试）	USART1_TX=PA9 / RX=PA10	USB1 Type‑C	USB‑UART 桥接；含双三极管一键下载（自动控制 NRST + BOOT0）
外部 UART（升级）	USART3_TX=PB10 / RX=PB11	CN3（2.5 mm，4P：GND / TX / RX / +5V）	5 V 兼容 TTL 串口，见下

8.1 外部串口的 5 V 兼容（Rev. 2.0 升级）

CN3 的电源脚输出 +5 V（经 PPTC 自恢复保险丝），因此外接模块（GPS / 蓝牙 / 激光雷达 / MAX485 / USB‑TTL 等）会以 5 V 工作。为此：

CN3.3 (RX) ──[100 Ω]──┬── 74LVC14A ch5 (输入耐 5.5V, 施密特) ──► PB11 (USART3_RX)
                       ├── 10 kΩ ↑ +3V3   (空闲时保持 UART idle 电平)
                       └── 100 pF ↓ GND   (高频噪声滤除)

CN3.2 (TX) ──[100 Ω]────────────────────────────────────────────► PB10 (USART3_TX)

项	说明
RX 方向	经缓冲器，3.3 V 与 5 V 模块均安全；PB11 本身是 `TT_a`（3.6 V），无缓冲器会被 5 V 打穿
RX 极性	缓冲器为反相型 → 固件必须设 `USART3 CR2.RXINV = 1`
TX 方向	MCU 直出 3.3 V。绝大多数串口模块 RX 为 TTL 门限（VIH = 2.0 V），3.3 V 可靠驱动；不设 TXINV
附带能力	反相缓冲器正好把 SBUS（反相 UART）还原为正常 UART → CN3 亦可作第二个遥控输入口（RXINV=0）

9. 控制 I/O 资源

功能	MCU 引脚	连接器	说明
遥控 / PWM 输入	PA3（TIM2_CH4 / USART2_RX）	H2（2.54 mm，3P）	经施密特缓冲，四协议可选，见 §9.1
油门（模拟）	ADC2_IN9（PC3）	U9（脚 3 = THR_ADC）	分压 10 kΩ / 20 kΩ（比 0.667，满量程 4.95 V）+ 100 nF 滤波
方向输入	IN_DIR（PC6，FT）	U9（脚 2 = DIR）	100 Ω 串 + 10 nF + 10 kΩ 上拉
模式输入	IN_MODE（PC7，FT）	U9（脚 4 = MODE）	同上
刹车输入	IN_BRAKE（PC8，FT）	U9（脚 5 = BRAKE）	同上
板载电位器	ADC5_IN1（PA8）	—	板载 10 kΩ 微调电位器（不对外）

U9（8P）引脚顺序： 1 = +5V，2 = DIR，3 = THR_ADC，4 = MODE，5 = BRAKE，6 / 7 / 8 = GND。

9.1 遥控输入 H2（Rev. 2.0 升级）

H2（2.54 mm，3P）引脚顺序：1 = GND / 2 = +5V / 3 = SIG —— 符合航模标准（电源在中间），可直接插标准 3 线接收机线。

H2.3 (SIG) ──[100 Ω]──┬── 74LVC14A ch4 (输入耐 5.5V, 施密特) ──► PA3
                      ├── 100 pF ↓ GND
                      └── 10 kΩ ↓ GND   (未插接收机时钳定低电平，防幻影脉冲)

同一引脚，固件切换四种协议：

模式	PA3 外设配置	说明
PWM 遥控	TIM2_CH4 输入捕获，捕获极性取反	传统单通道 PWM（1–2 ms / 50 Hz）
SBUS（Futaba / FrSky）	USART2_RX，100000, 8E2, `RXINV = 0`	SBUS 本身是反相 UART，缓冲器正好将其还原
CRSF（ExpressLRS / Crossfire）	USART2_RX，420000, 8N1, `RXINV = 1`	现代主流，双向遥测、低延迟
IBUS（FlySky）	USART2_RX，115200, 8N1, `RXINV = 1`	—

✅ 3.3 V 与 5 V 接收机均可直接接入（缓冲器输入耐 5.5 V，且不衰减）。 ✅ 未插接收机时 PA3 呈高电平 = UART idle 电平，SBUS 模式下不产生 break / 帧错误。

10. 施密特缓冲器与极性约定（Rev. 2.0 关键）

板上一颗 74LVC14APW（U10，六路反相施密特触发器，VCC = 3.3 V，输入耐 5.5 V）承担全部外部数字输入的电平隔离与整形：

通道	输入	输出	用途
ch1	1A	1Y	霍尔 A
ch2	2A	2Y	霍尔 B
ch3	3A	3Y	霍尔 C
ch4	4A	4Y	遥控 RC → PA3
ch5	5A	5Y	外部串口 RX → PB11
ch6	6A（接地）	6Y（悬空）	空闲

VCC 旁 100 nF 去耦（距 VCC 脚 ≤2.3 mm）。

⚠️ 全板极性表（固件必读）

链路	经 74LVC14A	极性	固件处理
霍尔 A/B/C	✅	反相	霍尔状态表按反相编写
遥控 PA3	✅	反相	TIM2_CH4 捕获极性取反；SBUS→RXINV=0，CRSF/IBUS→RXINV=1
外部串口 RX（PB11）	✅	反相	`USART3 RXINV = 1`
编码器 ABZ（PA5/6/7）	❌ 直连	不反相	TIM3 正常；Z 用 EXTI 上升沿

编码器 ABZ 是全板唯一不经缓冲器的外部数字输入，极性与其余三条链路相反。

11. 指示与人机

器件	连接	说明
有源蜂鸣器	OUT_BUZZER（PA4）经 N‑MOS 驱动（栅极串 100 Ω + 下拉）	高电平 = 鸣响；上电默认静音
状态 LED	PC9（经 1 kΩ 限流，低电平点亮）	用户可控状态指示（白色）
电源 LED	+3.3 V 上电点亮	电源指示
用户按键	PC13（外部 10 kΩ 上拉 + 100 nF 消抖）	通用输入 / 进入标定模式
复位按键	NRST	—

12. 编程、调试与扩展排针

方式	接口	说明
SWD（推荐）	H1 排针（2.54 mm，5P）：3V3 / SWDIO(PA13) / SWCLK(PA14) / GND / NRST	支持 ST‑LINK / J‑Link 在线调试与烧录
USB ISP（一键下载）	USB1 Type‑C	双三极管电路自动控制 BOOT0 + NRST，免按键 USART1 串口烧录
电源输出排针	H2（2.54 mm，3P）：GND / 3V3 / 5V	对外取电

BOOT0（PB8）出厂 10 kΩ 下拉。一键下载注意： 若串口工具在复位瞬间同时拉低 DTR + RTS，BOOT0 可能被采样为高而进入 DFU —— 此为该电路固有特性；ST‑LINK 烧录 / 复位时请勿开占用串口的工具。

13. 完整引脚分配表（STM32G473RCT6 / LQFP64）

引脚	I/O 结构	功能	用途
PC0	FT	TIM1_CH1	三相 PWM — 相 A
PC1	FT	TIM1_CH2	三相 PWM — 相 B
PC2	FT	TIM1_CH3	三相 PWM — 相 C
PB13	FT	TIM1_CH1N	互补 PWM — 相 A
PB14	FT	TIM1_CH2N	互补 PWM — 相 B
PB15	FT	TIM1_CH3N	互补 PWM — 相 C
PA0	TT_a	ADC1_IN1	相电流采样 SOA
PA1	TT_a	ADC1_IN2	相电流采样 SOB
PA2	FT_a	ADC1_IN3	相电流采样 SOC
PB12	TT_a	ADC4_IN3	母线电压检测（分压比 21.0）
PC3	TT_a	ADC2_IN9	油门模拟输入（分压 0.667）〔Rev.2.0 由 PA6 迁入〕
PB0	TT_a	ADC3_IN12	NTC — MOS 温度〔Rev.2.0 新增〕
PA8	FT_a	ADC5_IN1	板载电位器（不对外）
PA3	TT_a	TIM2_CH4 / USART2_RX	遥控输入（H2，经 U10 ch4，反相）
PA5	TT_a	GPIO / EXTI	编码器 Z〔Rev.2.0 新增，直连不反相〕
PA6	TT_a	TIM3_CH1	编码器 A〔Rev.2.0 新增，直连不反相〕
PA7	TT_a	TIM3_CH2	编码器 B〔Rev.2.0 新增，直连不反相〕
PC10	FT	SPI3_SCK	编码器 SPI〔Rev.2.0 新增〕
PC11	FT_f	SPI3_MISO	编码器 SPI〔Rev.2.0 新增〕
PC12	FT	SPI3_MOSI	编码器 SPI〔Rev.2.0 新增〕
PA15	FT_f	SPI3_CS（软件）	编码器 SPI〔Rev.2.0 新增〕
PB3	FT	SPI1_SCK	栅驱配置时钟
PB4	FT	SPI1_MISO	栅驱数据
PB5	FT	SPI1_MOSI	栅驱数据
PD2	FT	SPI1_CS（软件）	栅驱片选
PC4	FT_fa	ENABLE	栅驱使能
PC5	TT_a	CAL	栅驱 CSA 校准
PB1	TT_a	nFAULT	栅驱故障（低有效）
PB6	FT_c	TIM4_CH1	霍尔 A 输入捕获（经 U10 ch1，反相）
PB7	FT_f	TIM4_CH2	霍尔 B 输入捕获（经 U10 ch2，反相）
PB9	FT_f	TIM4_CH4	霍尔 C 输入捕获（经 U10 ch3，反相）
PA12	FT	FDCAN1_TX	CAN
PA11	FT	FDCAN1_RX	CAN
PA9	FT	USART1_TX	USB 下载 TX
PA10	FT	USART1_RX	USB 下载 RX
PB10	TT_a	USART3_TX	外部串口（CN3）〔Rev.2.0 由 PC10 迁入〕
PB11	TT_a	USART3_RX	外部串口（CN3，经 U10 ch5，反相 → RXINV=1）〔Rev.2.0 由 PC11 迁入〕
PC13	FT	用户按键	外部上拉〔Rev.2.0 由 PC12 迁入〕
PC9	FT_f	OUT_LED_STATUS	状态 LED〔Rev.2.0 新增位置〕
PA4	TT_a	OUT_BUZZER	蜂鸣器驱动
PA13	FT	SWDIO	调试
PA14	FT	SWCLK	调试
PB8	—	BOOT0	启动配置（10 kΩ 下拉）；占用 TIM4_CH3
PC6	FT_f	IN_DIR	方向输入（5 V 耐压）
PC7	FT_f	IN_MODE	模式输入（5 V 耐压）
PC8	FT_f	IN_BRAKE	刹车输入（5 V 耐压）
PF0 / PF1	—	OSC_IN / OSC_OUT	8 MHz 主晶振
PB2	TT_a	—	未使用（固件建议配为模拟模式）

外设占用汇总： TIM1（三相 PWM）· TIM2（遥控 PWM 捕获）· TIM3（编码器 ABZ）· TIM4（霍尔捕获）· ADC1/2/3/4/5 · SPI1（栅驱）· SPI3（编码器）· USART1（USB）· USART2（遥控串行协议，与 TIM2 复用 PA3）· USART3（外部串口）· FDCAN1

14. 连接器一览表

位号	间距 / 形式	功能
U1	5.08 mm 螺钉端子 2P	主电源输入 BAT+ / GND
P1	5.08 mm 螺钉端子 3P	电机相线 U / V / W
U11	2.0 mm 线对板 5P	霍尔 5V / GND / HA / HB / HC
U8	2.0 mm 双排 10P	编码器（新增） 1=+3V3 / 2=GND / 3=SCK / 4=MISO / 5=MOSI / 6=CS / 7=A / 8=GND / 9=B / 10=Z
CN2 / CN1	2.0 mm 线对板 4P	CAN ×2（CANH / CANL），拨动开关投切 120 Ω 终端
U9	2.0 mm 双排 8P	控制 / 油门（1=+5V / 2=DIR / 3=THR_ADC / 4=MODE / 5=BRAKE / 6–8=GND）
H2	2.54 mm 排针 3P	遥控输入（1=GND / 2=+5V / 3=SIG，航模标准）〔Rev.2.0 引脚序修正〕
CN3	2.5 mm 线对板 4P	外部 UART（1=GND / 2=TX / 3=RX / 4=+5V），5 V 兼容
H1	2.54 mm 排针 5P	SWD 调试（3V3 / SWDIO / SWCLK / GND / NRST）
H2	2.54 mm 排针 3P	电源输出（GND / 3V3 / 5V）
USB1	USB Type‑C	USB 下载 / 调试（USART1 一键 ISP）；可 USB 5V 供电（经肖特基）

14.1 连接器配线选型

用途	板端连接器	间距	对插件 / 配线
主电源输入（U1）/ 电机相线（P1）	5.08 mm 插拔 / 螺钉端子	5.08 mm	5.08 mm 端子插头，螺钉压线（相线建议 ≥14 AWG）
霍尔（U11）	PH2.0 系列（5P）	2.0 mm	PH2.0 母壳 + 压接端子（JST‑PH 兼容）
编码器（U8）	PHB2.0 系列（双排 10P）	2.0 mm	PHB2.0 母壳 + 压接端子（JST‑PHB 兼容）
控制 / 油门（U9）	PHB2.0 系列（双排 8P）	2.0 mm	PHB2.0 母壳 + 压接端子
CAN（CN2 / CN1）	PHB2.0 系列（4P）	2.0 mm	PHB2.0 母壳 + 压接端子
外部 UART（CN3）	XH 系列（4P）	2.5 mm	XH 2.5 mm 4P 母壳 + 端子（JST‑XH 兼容）
SWD（H1）/ 电源输出（H2）	2.54 mm 排针	2.54 mm	2.54 mm 杜邦母头线 / IDC 排线
遥控（H2）	2.54 mm 排针 3P	2.54 mm	可直插标准 3 线遥控接收机线（GND / +5V / SIG）
USB1	USB Type‑C	—	USB‑C 数据线

15. 电气特性（典型，Ta = 25 ℃）

参数	最小	典型	最大	单位	备注
主电源输入 VIN	8	24–48	54.6	V	6S–13S 锂电；下限受降压 UVLO 限制
+5 V 轨输出	—	5.1	—	V	板载 100 V 同步降压
+3.3 V 轨输出	—	3.3	—	V	≤600 mA
连续相电流（RMS）	—	8–15	≈30	A	上限受 2 mΩ 分流降额与散热限定
峰值相电流（RMS）	—	—	35–40	A	加速 / 起步短时（秒级）
PWM 载波频率	16	20	40	kHz	固件设定
相电流采样量程	—	—	±82.5	A	2 mΩ + CSA 增益 10 V/V
母线电压采样量程	—	—	69.3	V	分压比 21.0
油门模拟输入量程	0	—	4.95	V	分压 0.667；典型霍尔油门 0.8–4.2 V
编码器供电（U8）	—	3.3	—	V	仅支持 3.3 V 编码器
遥控接收机信号电平（H2）	—	3.3 / 5	5.5	V	经施密特缓冲，两者均可
外部串口信号电平（CN3）	—	3.3 / 5	5.5	V	RX 经缓冲器；TX 为 3.3 V 输出
工作温度	-20	—	+85	℃	受 MCU 限制，整板以实测为准

⚠️ 重要：
G4 的 I/O 无正向注入通路（无 VDD 钳位二极管），串联电阻不能防止过压损坏。 见 §3.1 的耐压表。
编码器接口（U8）仅支持 3.3 V。ABZ（PA5/6/7）为 TT_a 且未经缓冲器；接 5 V 推挽输出的编码器会永久损坏 MCU。开漏 / NPN 编码器安全（见 §6.1）。
无反接保护，电池务必正接，按端子防呆 + 丝印接线。
保险管需单独配：输入为保险丝座，需另配 15 A / ≥58 V / 高分断的对应尺寸保险管（不含在贴片 BOM 内）。
连续相电流上限约 30 A RMS（受 2 mΩ 分流降额限定）。

16. 机械尺寸

项目	规格
板尺寸	100 × 55 mm
安装孔	4 × Ø3.2 mm 完全贯穿，孔位间距 94 × 49 mm
整体高度（含元件）	26.59 mm
层数	4 层（L1 器件 + 功率铜 + 信号 / L2 完整 GND 平面 / L3 VBUS + 相功率分配 / L4 功率铜）
PCB 板厚	1.6 mm（典型）
散热	MOSFET / 栅驱 / 降压裸焊盘下密布过孔到内 / 底层

图 1. 平面尺寸与安装孔（单位 mm）

图 2. 侧视整体高度（单位 mm）

17. 版本信息

项目	内容
品牌	Daliang Auto
产品名称	FOC_Single 单路 FOC 电机驱动板
产品型号	PF1‑400‑A
文档版本	Rev. 2.0
主控料号	STM32G473RCT6

修订记录：

版本	日期	说明
Rev. 2.0	2026‑07‑14	① 新增编码器接口 U8（SPI3 绝对角度 PC10/PC11/PC12/PA15 + ABZ 增量 PA6/PA7/PA5，3.3 V）。② 新增 NTC MOS 温度检测（PB0 / ADC3_IN12），取代纯 I²t 估算。③ H2 引脚序修正为航模标准 GND/+5V/SIG。④ 遥控输入 PA3 经 74LVC14A 缓冲，支持 PWM/SBUS/CRSF/IBUS 四协议，3.3 V 与 5 V 接收机通用。⑤ 外部串口 USART3 迁至 PB10/PB11，RX 经 74LVC14A 缓冲 → 5 V 兼容（固件须设 RXINV=1）。⑥ 油门模拟由 PA6 迁至 PC3（ADC2_IN9），分压比确认为 0.667。⑦ 用户按键 PC12→PC13，状态 LED→PC9。⑧ 新增 §3.1 I/O 耐压表与 §10 极性约定表。
Rev. 1.1	2026‑07‑08	安装孔改 Ø3.2 完全贯穿；新增 H2（PWM / 遥控接收机输入）；U9 引脚重排；USB 支持 5V 供电（经肖特基）；PC12 增为用户按键。
Rev. 1.0	2026‑06‑13	首版发布。

本规格书依据 FOC_Single 硬件（原理图 Schematic1_2026‑07‑14 / Gerber FOC_Single_M_2）整理。如与最新硬件 / 装配文件冲突，以后者为准。

单路 FOC 电机驱动板 规格书（Specification） ​

1. 产品概述 ​

2. 系统框图 ​

3. 主控 MCU 规格 ​

3.1 ⚠️ I/O 电平耐压（设计与接线必读） ​

4. 电源系统 ​

4.1 输入与保护 ​

4.2 电源轨 ​

5. FOC 功率级 ​

5.1 三相半桥与功率链路 ​

5.2 电流采样 ​

6. 位置反馈 ​

6.1 编码器接口（Rev. 2.0 新增） ​

6.2 霍尔接口 ​

7. 温度检测（Rev. 2.0 新增） ​

8. 通信接口 ​

8.1 外部串口的 5 V 兼容（Rev. 2.0 升级） ​

9. 控制 I/O 资源 ​

9.1 遥控输入 H2（Rev. 2.0 升级） ​

10. 施密特缓冲器与极性约定（Rev. 2.0 关键） ​

⚠️ 全板极性表（固件必读） ​

11. 指示与人机 ​

12. 编程、调试与扩展排针 ​

13. 完整引脚分配表（STM32G473RCT6 / LQFP64） ​

14. 连接器一览表 ​

14.1 连接器配线选型 ​

15. 电气特性（典型，Ta = 25 ℃） ​

16. 机械尺寸 ​

17. 版本信息 ​