CANopen是一个基于CAN(控制局域网)串行总线系统和CAL(CAN应用层)的高层协议。CANopen通讯协议CiADS-301包括周期和事件驱动型通讯,不仅能够将总线负载减少到最低限度,而且还能确保极短的反应时间。它可以在较低的波特率下实现较高的通讯性能,从而减少了电磁兼容性问题,并降低了电缆成本。
CANopen所用的物理介质是符合ISO11898标准,采用分驱动机制和公共反馈的双线总线。总线的最大长度取决于通讯速度,具体规定如下:
从理论上来说,最多可以有127个节点。不过,在实际应用中,最大节点数量取决于所用CAN收发器的性能。CAN总线线路必须用在CAN-L和CAN-H线之间每端连接的120欧姆(1%,1/4W)电阻来终接,如下所示。
总线电缆选用有两对双绞线的带屏蔽层电缆:一对双绞线分别接CAN-L和CAN-H,另外一对双绞线直接接GND。
CANopen的核心概念是设备对象字典(OD:ObjectDictionary),在其它现场总线(Profibus,Interbus-S)系统中也使用这种设备描述形式。CANopen通讯通过对象字典(OD)能够访问设备的所有参数。
CAN标识符分配表
注意:
1、PDO/SDO的发送/接受是由(slave)CAN节点观察的。
2、一般的器件的CANopen支持4个发送PDO,4个接受PDO。
服务数据对象SDO
SDO用来访问一个设备的对象字典。访问者被称作客户(client),对象字典被访问且提供所请求服务的CANopen设备被称作服务器(server)。客户的CAN报文和服务器的应答CAN报文总是包含8字节数据(尽管不是所有的数据字节都一定有意义)。一个客户的请求一定有来自服务器的应答。
过程数据对象PDO
PDO用来传输实时数据,数据从一个生产者传到一个或多个消费者。数据传送限制在1到8个字节。PDO通讯没有协议约束(意味着数据内容已预先定义),因此消费者可以在很短的时间内处理完接受到的数据。PDO数据内容只由它的CANID定义,假定生产者和消费者知道这个PDO的数据内容。
PDO消息的内容是预定义的(或者在网络启动时配置的),映射应用对象到PDO中是在设备对象字典中描述的。如果设备(生产者和消费者)支持动态映射,那么使用SDO报文可以配置PDO映射参数。PDO映射必须遵守以下2个规则:
1、每个PDO最多可映射4个对象;
2、每个PDO的长度必须不超过64位。
PDO映射流程:
1、设置PDO对应映射参数(如1600h或1A00h)子索引0的内容为0;
2、修改PDO对应映射参数(如1600h或1A00h)子索引1~4的内容,映射数据;
3、设置PDO对应映射参数(如1600h或1A00h)子索引0的内容为合法的数字(该PDO映射的对象数)。
4、PDO映射完成。
SYNC报文
同步对象用于控制数据在网络设备间的同步传输,例如同步启动多个轴。同步报文的传输是基于生产者—消费者模型的,所有支持同步PDO的节点都可以作为消费者(同时)接收到此报文,并使用该对象与其他节点进行同步。
一般应用方式为SYNC主节点定时发送SYNC对象,SYNC从节点收到后同步执行任务。
CANopen建议用一个最高优先级的COB-ID以保证同步信号正常传送。SYNC报文可以不传送数据以使报文尽可能短。
Emergency报文
设备发生报警时,CANopen会启动一条Emergency报文,告知消费者当前设备类型以及错误代码。
责任编辑人:CC
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