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CANopen是位于CAN總線之上的應(yīng)用層協(xié)議。CAN報(bào)文由7個(gè)不同的位域組成，CANopen主要是規(guī)定了其中的仲裁域和數(shù)據(jù)域的使用情況。

01

CANopen報(bào)文格式

CANopen的報(bào)文格式為COB-ID+D0+D1+…..+D7， 放入CAN幀的數(shù)據(jù)，低字節(jié)優(yōu)先。例如數(shù)據(jù)0x01020304對(duì)應(yīng)如下組織：COB-ID 04030201。COB-ID= Function Code+Node ID（或其他），如圖所示：

Function Code（二進(jìn)制）：

EMCY：0001；

PDO：0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010；

SDOrx : 1011；

SDOtx : 1100；

NMT error control : 1110；

NMT : 0000；

SYNC : 0001；

TIME STAMP : 0010；

例子：182H=0001 1000 0010（B）

11bit為 0011 0000 010：前四位0011為功能碼PDO，后四位為節(jié)點(diǎn)，10=2即節(jié)點(diǎn)為2.

02

CANopen報(bào)文測(cè)試

01

Boot-up報(bào)文

Boot-up報(bào)文為CAN-ID=700+node_ID。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)在initializing模式之后，進(jìn)入pre-operational模式將發(fā)送boot-up報(bào)文，例如CIO102在上電之后會(huì)收到報(bào)文如下圖。這個(gè)boot-up報(bào)文其實(shí)也是第一個(gè)心跳報(bào)文。

02

NMT報(bào)文

NMT狀態(tài)機(jī)：1）Power on上電 2）自動(dòng)切換到預(yù)操作狀態(tài)3）6）網(wǎng)絡(luò)管理切換到操作狀態(tài)。4）7）網(wǎng)絡(luò)管理切換到預(yù)操作狀態(tài)。5）8）網(wǎng)絡(luò)管理切換到停止?fàn)顟B(tài)。9）10）11）網(wǎng)絡(luò)管理切換到應(yīng)用層復(fù)位狀態(tài)。12）13）14）網(wǎng)絡(luò)管理切換到通訊復(fù)位狀態(tài)。15）掉電或者硬件復(fù)位。

NMT協(xié)議：11-bit的CAN報(bào)文ID中只攜帶高4-bit的功能碼，CANID均為000h，具備最高的 CAN 優(yōu)先級(jí)。數(shù)據(jù)為Node-ID放在數(shù)據(jù)域的D1處；具體的NMT命令編碼放在數(shù)據(jù)域的D0處！例：將節(jié)點(diǎn)1設(shè)置為operational狀態(tài)：000 01 01

如果要對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行控制，則D1為0即可。例：將所有節(jié)點(diǎn)設(shè)置為operational狀態(tài)000 01 00

03

心跳報(bào)文

Stare：0=Boot-up 4=stopped 5=operational 7F=pre-operational

CAN-ID為700+Node-ID數(shù)據(jù)為一個(gè)字節(jié)。如圖，設(shè)備上電后處于pre-op狀態(tài)，通過SDO寫入心跳周期5s，每隔5s自動(dòng)發(fā)送一次設(shè)備的狀態(tài)，通過000 01 01將設(shè)備的狀態(tài)切換為op。報(bào)文：601 2B 1710 00 88 13 00 00：601為CAN-ID（600+NODE_ID），2B代表寫兩個(gè)字節(jié)，17 10 表示索引（根據(jù)報(bào)文格式低位在前，此處代表對(duì)象1017h），00表示子索引，88 13 00 00代表數(shù)據(jù)內(nèi)容（低位在前則該數(shù)據(jù)為00 00 13 88=5000）.

04

Node guard

主站發(fā)送一幀遠(yuǎn)程幀，節(jié)點(diǎn)應(yīng)答700+Node_IDstate

State：0=初始化，1=斷開連接，2=連接，3=準(zhǔn)備，4=stopped，5=operational，6=pre-operational

05

同步報(bào)文

同步窗口時(shí)間索引：1007h約束了同步幀發(fā)送后從節(jié)點(diǎn)發(fā)送PDO的時(shí)效即在這個(gè)時(shí)間內(nèi)發(fā)送的PDO才有效超過時(shí)間的PDO將被丟棄；通訊循環(huán)周期：索引 1006 h 規(guī)定了同步幀的循環(huán)周期。

測(cè)試過程/Testing process

1）令設(shè)備處于op狀態(tài)

2）1800，1802的transmission type設(shè)為3

06

SDO

快速SDO

用于讀/寫某個(gè)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典，其數(shù)據(jù)內(nèi)容不超過四個(gè)字節(jié)。例如601 22 00 62 01 FF 00 00 00：601（600+Node_ID）；22（不對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)做區(qū)分）=0010 0010（如下圖）001表示寫，0表示沒有用到的字節(jié)數(shù)，00表示剩下的字節(jié)數(shù)，1表示快速傳輸，0表示data區(qū)沒有字節(jié)數(shù)指示；01表示子索引；FF 00 00 00 表示數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容。

SDO寫

CCS: 客戶端的命令碼 [1：寫入初始化請(qǐng)求]

X: unused bits

n: 字節(jié)數(shù) (n表示后面4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)剩余的數(shù)量)

e: transfer expedited (快速傳輸，無分段)

s: data區(qū)是否為字節(jié)數(shù)指示：0表示data區(qū)無，1表示data區(qū)的數(shù)值為要寫入的數(shù)據(jù)

SCS: 服務(wù)器命令碼 [3：寫入初始化響應(yīng)]

SDO讀

CCS: 客戶端命令碼 [2：讀SDO初始化請(qǐng)求]

n: 當(dāng)快速模式時(shí)，表示data區(qū)內(nèi)空余的字節(jié)數(shù)

e: transfer type：1表示快速傳輸，無分段

s: data size indicator

SCS: 服務(wù)器端命令碼 [2：讀SDO初始化響應(yīng)]

X: unused bits

SDO命令符

下圖為SDO測(cè)試的過程，包括讀6200 01和6200 02的讀寫操作。

分段SDO/塊傳輸

針對(duì)讀寫數(shù)據(jù)超過四個(gè)字節(jié)的情況，報(bào)文測(cè)試進(jìn)行分段傳輸。報(bào)文傳輸如下圖所示，601 40 08 10 00 00 00 00表示讀取1008索引10子索引。41 01 10 00 0D 00 00 00；60 00 00 00 00 00 00 00；70 00 00 00 00 00 00 00該為確認(rèn)報(bào)文信息。00 68 69 70 65 63 73 2D；13 43 49 4F 31 30 32 00為具體內(nèi)容，其中00和13為命令碼；其他通過查ASCII表68:h;69:i;70:p;65:e;63:c;73:s;2D:-;43:C;49:I;4F:O;31:1;30:0;32:2;00:NULL;即內(nèi)容為：hipecs-CIO02。

07

PDO

PDO有三種觸發(fā)機(jī)制：事件觸發(fā)、遠(yuǎn)程幀、同步。

PDO的COB-ID組成如下方的表格所示：

此處的COB-ID就是文章開頭所說的其他的情況，這一應(yīng)用主要在修改PDO映射中。其中PDO的COB-ID主要有以下這些：

PDO通訊中有兩個(gè)重要的概念，通訊參數(shù)與映射參數(shù)（CiA301中規(guī)定了他們的對(duì)象），通訊參數(shù)中定義了該設(shè)備所使用的COB-ID、傳輸類型、禁止時(shí)間、事件定時(shí)器觸發(fā)時(shí)間、同步起始值。