1寫在前面

我之前學習CANOpen的時候，網(wǎng)上有用的資料極少，走了不少彎路。到目前為止，網(wǎng)上關于CANOpen的資料依然很少。所以，特地寫下該系列教程，幫助初學者跨過這道坎。

從我個人學習CANOpen的經(jīng)歷來看，學會使用CANOpen難度其實不大。難點在于需要掌握的基礎知識很多，而且許多都有關聯(lián)性，容易把人繞暈。

那么，我希望通過結合之前我的學習經(jīng)歷，以及工作經(jīng)驗，站在小白的角度寫下該系列教程。當然，該教程由我個人編輯并整理，難免有些廢話，或者錯誤，還請諒解。

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初識CAN與CANOpen

2.1 什么是CAN?

CAN：是Controller Area Network的縮寫，即控制器局域網(wǎng)絡，屬于工業(yè)現(xiàn)場總線，是ISO國際標準化的串行通信協(xié)議。

從OSI（Open System Interconnection開放系統(tǒng)互聯(lián)）7層網(wǎng)絡模型的角度來看，CAN現(xiàn)場總線僅僅定義了第 1 層（物理層）和第 2 層（數(shù)據(jù)鏈路層）。

而在實際設計中，這兩層完全由硬件實現(xiàn)，設計人員無需再為此開發(fā)相關軟件或固件（Firmware），只要了解如何調用相關的接口和寄存器，即可完成對CAN的控制。

上面介紹的內容可能太官方，初學者可能看了之后還是不明白。簡單的說：CAN總線就是一層硬件協(xié)議。比如：差分信號電平的定義、數(shù)據(jù)幀的定義等等。

PS：初學者可以結合UART來理解，比如UART串口發(fā)送一個字符’A’，它就是一種串行通信的方式。

2.2 什么是CANOpen?

CANopen是一種架構在CAN控制局域網(wǎng)上的高層軟件通信協(xié)議，包括通信子協(xié)議及設備子協(xié)議，常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線協(xié)議。

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）的基礎上發(fā)展而來。

所以，關于CANOpen協(xié)議內容請參看：http://www.can-cia.org

由于CAN總線只定義了OSI中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，因此對于不同的應用出現(xiàn)了不同的【應用層協(xié)議】，為了使不同廠商的產(chǎn)品能夠相互兼容，世界范圍內需要通用的CAN應用層通信協(xié)議。

在過去的二三十年中涌現(xiàn)出許多的協(xié)議，不過到現(xiàn)在為止能夠廣泛被承認的協(xié)議卻不多，現(xiàn)在應用較廣的CAN應用層協(xié)議主要有以下三種：

CANopen協(xié)議：主要應用在汽車、工業(yè)控制、自動化儀表等領域，目前由 CIA 負責管理和維護；

J1939協(xié)議：CAN總線在商用車領域占有絕大部分市場份額的應用層協(xié)議，由美國機動車工程師學會發(fā)起，現(xiàn)已在全球范圍內得到廣泛的應用；

DeviceNet協(xié)議：在美國等地占有相當大的市場份額，主要用于工業(yè)通信及控制和儀器儀表等領域。

而本文說的CANOpen也是目前應用較廣的一種協(xié)議。簡單的說，CANOpen就是CAN總線應用層協(xié)議。

PS：學習CANOpen應用層協(xié)議之前請務必先了解CAN總線協(xié)議。

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CAN總線特點

CAN總線采用差分信號傳輸，通常情況下只需要兩根信號線（CAN-H和CAN-L）就可以進行正常的通信。在干擾比較強的場合，還需要用到屏蔽地即CAN-G（主要功能是屏蔽干擾信號）， CAN協(xié)議推薦用戶使用屏蔽雙絞線作為CAN總線的傳輸線。

CAN總線通信的優(yōu)勢和特點：

A.CAN總線上任意節(jié)點，均可在任意時刻主動的向其它節(jié)點發(fā)起通信，但在同一時刻優(yōu)先級高的節(jié)點能獲得總線的使用權。

B.標準CAN總線傳輸波特率可達到1Mbps。在5Kbps的通信波特率下最遠傳輸距離可以達到 10Km，即使在1Mbps的波特率下也能傳輸40m的距離。

C.CAN總線定義使用了硬件報文濾波，可實現(xiàn)點對點及點對多點的通信方式，不需要軟件來控制。

D.CAN 總線所掛接的節(jié)點數(shù)量主要取決于CAN總線收發(fā)器或驅動器，目前的驅動器一般都可以使同一網(wǎng)絡容量達到110個節(jié)點。

E.CAN總線通信介質可采用雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇極為靈活?？纱蟠蠊?jié)約組網(wǎng)成本。

當然，CAN總線的優(yōu)勢還有許多，當你掌握之后就會明白為什么CAN總線應用得如此廣泛了。

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教程規(guī)劃

CAN總線及CANOpen協(xié)議相關的內容相對比較多，如果每一個細節(jié)知識點都寫出來，可能花掉我業(yè)余時間寫一年也寫不完。

我寫該教程目的在于引導初學者入門，我會結合實例代碼讓大家邊學邊理解，至于實際項目編程應用不一定講述的很多（這個看后面情況）。

首先從CAN底層講起，再到CANOpen協(xié)議相關基礎知識，最后實際應用。當然，中間每一個環(huán)節(jié)內容相對可能較多，也有可能會遺漏部分內容。