CAN Open轉(zhuǎn)載分享

時間：2023-04-02作者：深圳市楚林機電設(shè)備有限公司瀏覽：129

CAN Open基礎(chǔ)知識

本文章為 周立功CANopen輕松入門 所摘抄的學(xué)習(xí)筆記 轉(zhuǎn)載分享




1 CANopen與CAN的關(guān)系

2 網(wǎng)絡(luò)管理（NMT）

2.1 NMT節(jié)點狀態(tài)

2.2 NMT 節(jié)點狀態(tài)切換命令

2.3 NMT節(jié)點上線報文

2.4 NMT節(jié)點狀態(tài)與心跳報文

2.5 NMT節(jié)點守護

3 對象字典OD（Object dictionary)

3.1 通訊對象子協(xié)議區(qū)（Communication profile area）

3.2 制造商特定子協(xié)議（Manufacturer-specific Profile）

3.3 標準化設(shè)備子協(xié)議(Standardized profile area)

4 服務(wù)數(shù)據(jù)對象SDO（Service data object）

4.1 通訊原則（communication principle）

4.2 SDO協(xié)議（Expedited SDO protocol）

4.3 普通SDO協(xié)議（Normal SDO protocol）

5 過程數(shù)據(jù)對象PDO（Process data object)

5.1 PDO的CAN-ID定義

5.2 PDO 的傳輸形式

5.3 PDO的通信參數(shù)

5.4 PDO的映射參數(shù)

6 特殊協(xié)議（Special protocols）

6.1同步協(xié)議（Sync protocol）

6.2 時間戳協(xié)議（Time-stamp protocol）

6.3 緊急報文協(xié)議（Emergency protocol）







1 CANopen與CAN的關(guān)系
原始的CAN總線在OSI 7層網(wǎng)絡(luò)模型中僅僅定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，沒有規(guī)定應(yīng)用層。因此，基本每個行業(yè)的 CAN 應(yīng)用，都需要一個高層協(xié)議來定義 CAN 報文中標識符和數(shù)據(jù)段的內(nèi)容。


CANopen協(xié)議是在20世紀90年代末，由總部位于德國紐倫堡的CiA組織——CAN-in-Automation，在 CAL（CAN Application Layer）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。CiA 在 CANopen 基礎(chǔ)協(xié)議——CiA 301 之上，對各個行業(yè)不斷推出設(shè)備子協(xié)議，使 CANopen 協(xié)議在各個行業(yè)得到的發(fā)展與推廣。


所謂的子協(xié)議，就是針對不業(yè)的應(yīng)用對象，對CANopen 內(nèi)部的數(shù)據(jù)含義進行重新定義，或者添加新的控制邏輯。




2 網(wǎng)絡(luò)管理（NMT）
CANopen網(wǎng)絡(luò)為了穩(wěn)定可控，都需要置一個網(wǎng)絡(luò)管理主機NMT-Master（Network Management-Master）。所以每個 CANopen 從節(jié)點的 CANopen 協(xié)議棧中，具備 NMT 管理的相應(yīng)代碼，這是節(jié)點具備 CANopen 協(xié)議的基本的要素。


NMT主機一般是CANopen網(wǎng)絡(luò)中具備監(jiān)控的PLC或者PC（當(dāng)然也可以是一般的功能節(jié)點），所以也成為CANopen主站。相對應(yīng)的其他CANopen節(jié)點就是NMT從機(NMT-slaves)。


NMT主機和NMT從機之間通訊的報文就稱為NMT網(wǎng)絡(luò)管理報文。管理報文負責(zé)層管理、網(wǎng)絡(luò)管理和 ID 分配服務(wù)。例如，初始化、配置和網(wǎng)絡(luò)管理（其中包括節(jié)點保護）。網(wǎng)絡(luò)管理中，同一個網(wǎng)絡(luò)中只允許有一個主節(jié)點、一個或多個從節(jié)點，并遵循主從模式。






3 對象字典OD（Object dictionary)
CANopen對象字典（OD: Object Dictionary）是CANopen協(xié)議為的概念。所謂的對象字典就是一個有序的對象組，描述了對應(yīng)CANopen節(jié)點的所有參數(shù)，包括通訊數(shù)據(jù)的存放位置也列入其索引，這個表變成可以傳遞形式就叫做EDS文件（電子數(shù)據(jù)文檔Electronic Data Sheet）。


每個對象采用一個16位的索引值來尋址，這個索引值通常被稱為索引，其范圍在0x0000到0xFFFF之間。為了避免數(shù)據(jù)大量時無索引可分配，所以在某些索引下也定義了一個8位的索引值，這個索引值通常被稱為子索引，其范圍是0x00到0xFF之間。每個索引內(nèi)具體的參數(shù)，大用32位的變量來表示，即Unsigned32，四個字節(jié)。


CANopen對象字典中的項由一系列子協(xié)議來描述。子協(xié)議為對象字典中的每個對象都描述了它的功能、名字、索引、子索引、數(shù)據(jù)類型，以及這個對象是否必需、讀寫屬性等等，這樣可不同廠商的同類型設(shè)備兼容。


網(wǎng)上看到的一個理解：對象字典就相當(dāng)于菜單（OD），比如你去飯店吃飯，看到有好多菜（OD中的對象），菜都編著號（索引），然后有一些還會讓你選甜口還是咸口，微辣還是加辣，也編著（子索引）。如果你選擇困難，覺得自己點太麻煩，又看到有套餐（PDO），套餐包含的樣式有限（64bit），然后你告訴服務(wù)員，我要套餐A（已經(jīng)映射好OD中的對象的PDO），服務(wù)員聽到后（PDO發(fā)送成功），不一會一下上來好幾個菜。






4 服務(wù)數(shù)據(jù)對象SDO（Service data object）

服務(wù)確認是 SDO 的大的特點，為每個消息都生成一個應(yīng)答，確保的準確性。













5 過程數(shù)據(jù)對象PDO（Process data object)

PDO 屬于過程數(shù)據(jù)用來傳輸實時數(shù)據(jù)，即單向傳輸，接收節(jié)點回應(yīng)CAN報文來確認，從通訊術(shù)語上來說是屬于“生產(chǎn)消費”模型PDO。

6 特殊協(xié)議（Special protocols）
6.1同步協(xié)議（Sync protocol）
同步（SYNC），該報文對象主要實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的同步傳輸，每個節(jié)點都以該同步報文作為 PDO 觸發(fā)參數(shù)，因此該同步報文的COB-ID具有比較高的級以及短的傳輸時間。一般選用80h作為同步報文的 CAN-ID

同步協(xié)議有2個約束：

（1）同步窗口時間：同步幀發(fā)送后， 從節(jié)點發(fā)送PDO的時效， 即在這個時間內(nèi)發(fā)送的PDO 才有效， 過時間的PDO將被丟棄；

（2）通訊循環(huán)周期：規(guī)定了同步幀的循環(huán)周期。

6.2 時間戳協(xié)議（Time-stamp protocol）
時間戳協(xié)議采用廣播方式，節(jié)點應(yīng)答，CAN-ID為100h，數(shù)據(jù)長度為6，數(shù)據(jù)為當(dāng)前時刻與 1984 年1月1日0時的時間差。節(jié)點將此時間存儲在對象字典1012h的索引中。


6.3 緊急報文協(xié)議（Emergency protocol）
緊急事件對象（Emergency），是當(dāng)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生錯誤，觸發(fā)該對象，發(fā)送設(shè)備內(nèi)部錯誤代碼，提示 NMT主站。緊急報文屬于診斷性報文，一般不會影響CANopen通訊，其CAN-ID存儲在 1014h的索引中，一般會定義為080h +node-ID，數(shù)據(jù)包含8個字節(jié)。












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• 詞條

  詞條說明

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