CANOPEN详解

时间：2024-10-23 11:18:17

canopen简介：

CAN 提供了所有的网络管理服务和报文传送协议，但并没有定义对象的内容或者正在通讯的对象的类
型（它只定义了 how，没有定义 what），而这正是 CANopen 切入点。CANopen 的核心概念是设备对象字典（OD：Object Dictionary）。CANopen 通讯通过对象字典（OD）能够访问驱动器的所有参数。
can的数据帧结构：
can帧结构
canopen在can帧基础上详细分配了COB_ID和数据域的用法
通常我们所指 的帧ID就是COB_ID，COB_ID（11bits）=功能码（4bits）+Node_ID（7bit），这个也在理论上说明了can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。

功能码解释：
刚接触canopen时候对功能码都不是很了解。简单来说功能码就是指明了每一个can帧的作用，是SDO还是PDO？是TPDO还是RPDO？，比如：
can帧ID SDO标准结构：

         600h+Node_ID：  主站发往从站
         580h+Node_ID：  从站回复主站
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can帧ID PDO标准结构： 

         TPDO  ：  180h+Node_ID                  RPDO: 200h+Node_ID         
                   280+Node_ID                         300h+Node_ID
                   380+Node_ID                         400h+Node_ID 
                   480+Node_ID                         500h+Node_ID
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有了基本的SDO，PDO格式后，我们放上一张canopen对象字典结构图：
对象字典

每个 PDO 在对象字典中由两个对象描述：通信参数和映射参数。
PDO 通信参数指明使用哪个 COB-ID，传输类型，禁用时间和定时时间；
PDO 映射参数用于设定 PDO报文中的数据的映射关系，确定要传输的数据在 CAN 报文数据域中的定位。该参数允许 PDO 的生产者和消费者知道正在传输什么信。
一个 PDO 最多可以映射 4 个对象。
接下来我们在量详细说明一下通用子协议 区域 是怎样定义的：
通用子协议 区域在对象字典中的索引为1000-1FFFh。其中

  1. 1400-15FFh 设置RPDO 通讯参数
  2. 1600-17FFh 设置RPDO映射参数
  3. 1800-19FFh 设置TPDO通讯参数
  4. 1A00-1BFFh 设置TPDO映射参数

下面我们以表格的的形式更加直观的说明一个PDO配置需要在哪些地方操作:
这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述
表格里面的额参数对应请参考对象字典通用子协议 区域.

PDO 映射流程：
1、设置 PDO 对应映射参数（1600 h 或 1601 h 或 1A00 h 或 1A01 h）子索引 0 的内容为 0；
2、修改 PDO 对应映射参数（1600 h 或 1601 h 或 1A00 h 或 1A01 h）子索引 1~4 的内容，映射
数据；
3、设置 PDO 对应映射参数（1600 h 或 1601 h 或 1A00 h 或 1A01 h）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。

PDO 可以有多种传送方式：

        同步（通过接收 SYNC 对象实现同步）
        周期：传送在每 1 到 240 个 SYNC 消息后触发
        异步： 由设备子协议中规定的对象特定事件触发传送。
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这里写图片描述

一个 PDO 可以指定一个禁止时间，即定义两个连续 PDO 传输的最小间隔时间，避免由于高优先级信
息的数据量太大，始终占据总线，而使其它优先级较低的数据无力竞争总线的问题。禁止时间由 16 位无
符号整数定义 符号整数定义，单位 100us。
一个 PDO 可以指定一个事件定时周期，当超过定时时间后，一个 PDO 传输可以被触发（不需要触发
位）。事件定时周期由 16 位无符号整数定义，单位 1ms。

接下来我们通过一个例子说明配置一个PDO的具体操作：

通过SDO配置1个 RPDO映射为 6040h，步骤如下：（假设我们的设备节点ID为10）

  1. 60A 2F 00 16 00 00 00 00 00 //RPDO1 stop
  2. 60A 23 00 16 01 10 00 40 60 //6040h，长度为16个字节
  3. 60A 2F 00 16 00 01 00 00 00 / / RPDO1 enable
    设置 PDO 通讯参数
    PDO1（发送）为异步周期性类型 ⇒ transmission_type (1800 h：02 h)= FF h
    60A 2F 0018 02 FF 00 00 00
    禁止时间 2ms(20×100us) ⇒ inhibit_time (1800 h：03 ）=14h
    60A 2F 00 18 03 14 00 00 00
    周期时间 10ms(10×1ms) ⇒ event_time (1800 h：05 h)= 0A h
    60A 2F 00 18 05 0A 00 00 00
    这样我们就配置完成了一个PDO。
    我们还需要为RPDO配置COB_ID映射，要不我们会不知道这一帧数据要发送给哪个节点使用：
    60A 23 00 14 01 0A 02.。
    PDO 配置完成后，如果要使配置的生效，需要复位通讯(Reset Communication)。NMT 管理：
    00 82 0A //使节点号为 A 的驱动器通讯复位；
    再启动通讯
    00 01 0A // //使能节点A
    这样我们就可以通过帧ID为20A的RPDO对电机6040（控制字）进行配置啦。比如使能电机：
    601 2B 40 60 00 06 00 00 00 //设置 6040h 为 6
    601 2B 40 60 00 07 00 00 00 //设置 6040h 为 7
    601 2B 40 60 00 0F 00 00 00 //设置 6040h 为 F，使电机使能；

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