1.CANopen協議總述

CANopen 是一個基于 CAN 串行總線的網絡傳輸系統的應用層協議，遵循 ISO/OSI 標準模型。

網絡中不同的設備通過對象字典或者對象來相互交換數據，其中，主節點可以通過過程數據對象 (PDO) 或者服務數據對象 (SDO) 來獲取或者修改其它節點對象字典列表中的數據。

CANopen協議主要內容分為三大塊，如下圖CANopen 的設備模型。

推薦書籍：周立功的《CANopen輕松入門》，建議詳細拜讀，可以帶大家入門。

2.通訊接口

入門之后若要深入理解，我建議參看官網的《CANOpen CiA 301》標準這本文檔

CiA（CAN in Automation） 301也是大家所說的DS301，為CANopen 基礎協議。

我們還常看到類似CiA 401 402這些協議，其實它們是在CiA 301 之上，對各個行業不斷推出設備子協議。

所謂的子協議，就是針對不同行業的應用對象，對 CANopen 內部的數據含義進行重新定義，或者添加新的控制邏輯。

按照CANOpen CiA 301協議文檔，提取了通信接口的主要內容，如下圖：

2.1 網絡管理(NMT)，包括 Boot-up(上線) 消息， Heartbeat(心跳) 協議及 NMT 消息，基于主從通信模式，

NMT 用于管理和監控網絡中的各個節點，主要實現三種功能：節點狀態控制、錯誤控制和節點啟動。

　　CANOpen網絡一般是一個主站，多個從站的局域網絡；

　　NMT節點具有6種狀態：初始化、應用層復位、通訊復位、預操作狀態、操作狀態、停止狀態。可以自己切換狀態，也可主站切換狀態；

　　任何一個 CANopen 從站上線后發出節點上線報文（boot-up）。

2.2 過程數據對象 PDO

每個 CANopen 設備包含 8 個缺省的 PDO 通道， 4 個發送 PDO 通道和 4 個接收 PDO 通道。

　　PDO用來傳輸實時數據，包括接收 PDO(RPDO) 和發送 PDO(TPDO)，數據從一個創建者傳到一個或多個接收者，屬于“生產消費”模型，數據傳送限制在 1 到 8 個字節。

　　COB-ID（CAN Object Identifier，CANID是其一部分，NodeID是CANID的低7位） 定義只是預定義。

　　PDO 的兩種傳輸方式：同步傳輸和異步傳輸，由該 PDO 對應的通信參數決定。

　　PDO 的通信參數可通過對象字典工具配置。

　　PDO 消息的內容是預定義的，由該 PDO 對應的映射參數決定。PDO 的映射參數是一個相對難理解的參數，請結合《CANopen 輕松入門》圖文理解。

2.3 服務數據對象 SDO

包括接收 SDO(R-SDO) 和發送 SDO(T-SDO)。

通過使用索引和子索引， SDO 使客戶機能夠訪問設備對象字典中的項。

SDO 通過 CAL 中多元域的 CMS 對象來實現，允許傳送任何長度的數據，當數據超過 4 個字節時分拆成幾個報文。

協議是確認服務類型，為每個消息生成一個應答。 SDO 請求和應答報文總是包含 8 個字節。

　　SDO為請求應答方式；

　　發送方（客戶端）、接收方（服務器） ；

　　通常從節點為 SDO 服務器，主節點為客戶端；

　　兩種協議：快速、普通 SDO 協議；

CS命令符含義需熟記（查表）；

2.4 特殊協議

2.4.1.常見的就是羅列出來的3種：

　　同步協議，包含同步對象，同步對象是由 CANopen 主站周期性地廣播到 CAN 總線的報文，用來實現基本的網絡時鐘信號，

　每個設備可以根據自己的配置，決定是否使用該事件來跟其它網絡設備進行同步通信。

　　 時間戳協議。

　　 緊急報文協議，設備內部通信故障或者應用故障錯誤時發送的報文。

2.4.2.特殊協議CAN-ID定義（查表）；

2.4.3.緊急報文錯誤代碼分類及含義；

3.對象字典

CANopen設備最重要的一個部分就是對象字典。對象字典本質上是一種被預先安排的對象序列，可通過網絡訪問。字典里面的每一對象均可使用一個16-bit主索引和8-bit子索引尋址到。

對象字典下面主要包含：數據類型、通信對象、應用對象。

3.1 通信子協議區，如上圖1000h 到 1FFFh這個區域。也就是通信接口（或通信對象）協議區。

關于創建對象字典，可以使用Canfestival工具，詳見：http://www.elecfans.com/d/1153555.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CANopen学习的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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