canopen协议

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1、CANopen产品集萃 中国单片机公共实验室 CANopen 协议协议 综合开发方案综合开发方案 （V3.1） 中国单片机公共实验室 中国单片机公共实验室 2006 年年 7 月 月 http:/www.bol- 第 1 页 2006-7-28 CANopen产品集萃 中国单片机公共实验室 关于关于 CANopen CANopen 协议集定义了基于 CAN 的分布式工业自动化系统的应用标准以及 CAN 应用层通信标准。CANopen 是 CAN-in-Automation(CiA)定义的标准之一， 并且在发布后不久就获得了广泛的承认。尤其是在欧洲，CANopen 被认为是在 基于 CAN 的工

2、业系统中占领导地位的标准。CANopen 协议集基于所谓的“通信 子集” ，该子集规定了基本的通信机制及其特性。 大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块，驱动设备，操作 设备，控制器，可编程控制器或编码器，都在称为“设备子集”的协议中进行描 述。设备子集定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。依靠 CANopen 协议 集的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置和系统重构。 CANopen 标准最核心的部分是通过对象字典（Object Dictionary）对设备功 能进行描述。 对象字典分为两部分， 第一部分包括基本的设备信息， 例如设备 ID， 制造商，通信参数等等。第二部

3、分描述了特殊的设备功能。 一个 16 位的索引和一个 8 位的子索引唯一确定了对象字典的入口。通过对 象字典的入口可以对设备的 “应用对象” 进行基本网络访问， 设备的 “应用对象” 可以是输入输出信号，设备参数，设备功能和网络变量等等。 CANopen 设备的功能及特性以电子数据单（EDS）的形式描述，EDS 采用 ASCII 格式，可以将 EDS 理解成某种形式的表格。实际的设备设置通过所谓的 设备配置文件（DCF）进行描述。 EDS 和 DCF 都可以从 Internet 上下载，并可以存储在设备之中。 http:/www.bol- 第 2 页 2006-7-28 CANopen产品集萃

4、 中国单片机公共实验室 象其他知名的现场总线系统一样，CANopen 也分为两种基本的数据传输机 制：通过进程数据对象（PDO）对小型的数据进行高速数据交换以及通过服务数 据对象（SDO）对对象字典进行访问。后者主要用于在设备配置过程中传输参数 以及传输大数据块。进程数据对象通常采用事件触发、循环或请求方式发送，作 为广播对象，它的上层并没有附加协议。一个 PDO 最大可传输 8 字节数据。在 连接一个同步报文的时候，整个网络都可以采用同步方式对 PDO 进行传送和接 收（Synchronous PDOs） 。通过存储在对象字典中的 PDO 映射(PDO Mapping)结 构，可以对应用对象

5、到 PDO 对象的分配（Transmission Object）进行调整，这可 以保证设备可以对不同的应用需求进行系统重构。 通过传输 SDO 可以实现可靠的数据传输， 由两个 CAN 对象在两个网络节点 间通过点对点的通信来实现这一过程。通过传输对象字典的索引以及子索引，可 以定位相应的对象字典入口。通过 SDO 传送报文可以不受长度的限制，但传送 SDO 报文需要额外的协议开销。 标准化的事件触发的高优先级突发报文用于报告设备故障， 可以通过中心时 钟报文来提供整个系统的系统时钟。 准备和协调建立一个分布式的自动化系统所 需的功能都适于 CAL 网络管理（NMT）定义的机制，同样可应用于周

6、期性的节 点维护(node guarding)。也可以选择通过“Heartbeat Message”来显示 CANopen 设备的通信能力并对网络质量进行监控。 PDO 和 SDO 的 CAN 报文标识符可以直接通过对象字典的数据结构的入口 标志符进行分配。当然在简单的系统中，也可使用预定义的标识符。 中国单片机公共实验室(BOL)与 IXXAT 致力于基于 CAN 的高层协议的规范 制定以及产品研发已超过10年时间， 为CANopen规范的制定做出了重要的贡献。 我们最早的 CANopen 软件开发于 1995 年。在加入了 CiA 后，我们积极与该领 域重要的工作组合作，在许多大型项目中掌

7、握了很多核心技术，这使得我们成为 CANopen 产品开发和系统集成的最称职伙伴之一。 我们提供的 CANopen 软件(中间件)及解决方案可运行于从 8 位到 64 位及 DSP 等所有国际上主流的嵌入式处理器中，既可做到设备独立、操作系统独立， 也可在多种操作系统平台上运行。这是因为我们对 CANopen 标准深入地理解并 具备源代码和 20 多年的嵌入式处理器经验积累。 中国单片机公共实验室早在 1989 年将 CAN-bus 技术介绍到中国， 一直致力 于 CAN-bus 在中国的应用和深度开发，与世界上数十家 CAN-bus 产品、技术供 应商和标准组织保持密切地合作，在国内有近 3

8、00 位 MCUs 和 CAN-bus 的访问 学者，曾在中国单片机公共实验室留下了宝贵的专业经验和成果。这些经验希望 能在国内各行各业的现代化建设中得到充分地分享。 中国单片机公共实验室主任 吕京建 http:/www.bol- 第 3 页 2006-7-28 CANopen产品集萃 中国单片机公共实验室 CANopen 软件和工具产品概述软件和工具产品概述(目录目录) 我们提供的 CANopen 软件和工具被全球众多公司所采用，其应用范围包括机械控制、 电梯技术、海洋船舶自动化、商用车辆、军用和医疗技术。为了满足不同应用领域和开发阶 段的需求，我们可提供多种解决方案。 产品名称产品名称 描

9、描 述述 页次页次 第一部分：协议软件第一部分：协议软件(源代码源代码) CANopen 协 议软件协 议软件 依据 CANopen DS301, v4.02(EN50325-4)规范，CANopen 协 议软件包括实现从站或简单的主站设备所必须的全部功能。 还有另外的模块可供选择， 如实现LSS、 flying master或SDO 管理器功能。 79 CANopen 管理器管理器 软件软件 CANopen 管理器软件是一个非常高效软件包，采用它可以 实现复杂的 CANopen 主站或 CANopen 管理设备。基于主 站/管理软件实现的设备既可以用作主站设备，也可以用作 纯从站设备。 软件

10、包是基于以下规范： DS301, v4.02; DS302, v3.2 和 DS405, v2.0。 1012 CANopen 实时软件实时软件 CANopen 实时软件是 CANopen 协议软件的一种专用版本， 其特点是增强了接口， 可高效地集成到实时的或主流的操作 系统之中。 1315 CANopen 舰 船应用软件舰 船应用软件 CANopen 舰船应用软件针对海事应用(DS307, v1.1， 于 2002 年出版)实现 CANopen 框架， 并专门设计用于增加海事自动 化的安全性要求。对于冗余通信，它提供单点容错 (single-point-of-failure toleranc

11、e)并支持浮动(flying)主站方 案。 1618 第二部分：设置、开发、测试软件第二部分：设置、开发、测试软件 CANopen 主 站主 站 API CANopen 主站 API 是一个软件包， 可对 CANopen 主站应用 进行简单的开发，如控制、维护和测试程序。 19 CANopen 管 理器管 理器 API CANopen 管理器 API 是一个高效、灵活的软件解决方案， 与 CAN 接口 iPC-I XC16/PCI 一起， 可以让用户实现通用的 CANopen 控制应用。它也能在基于 Windows 平台上集成与 IEC 61131 一致的运行环境。它基于 CANopen 管理

12、器软件， 因此完全支持标准的 CANopen 引导(boot-up)步骤。 CANopen 管理器 API 遵循 CiA DS301 v4.02, DSP302 v3.2, DS405 v2.0 规范。 2021 CANopen 配 置工具包配 置工具包 CANopen配置工具包对于CANopen设备和系统的设计和配 置是一种方便、 高效的工具。 该工具的突出特点是模块化和 可扩展性以及基本的数据库方案。 2225 CANopen EDS 编辑器编辑器 CANopen EDS 编辑器能够很方便地处理 EDS 文件。 其简洁 的用户界面为设备制造商和系统集成商提供了所必须的功 能，可产生 EDS

13、 文件或编辑现有的 EDS 文件。 26 CANopen 节 点管理软件节 点管理软件 CANopen节点管理软件可以进行简单的交互访问CANopen从 设备。由于该软件可以装在IXXAT VCI驱动软件包里，因此 它可以用于由该驱动软件支持的所有接口板。 27 http:/www.bol- 第 4 页 2006-7-28 CANopen产品集萃 中国单片机公共实验室 产品名称产品名称 描描 述述 第三部分：分析、测试软硬件第三部分：分析、测试软硬件 canAnalyser 分析工具 canAnalyser 是 CAN 网络开发、测试和维修的高效和通用工具，尤其 是在工业自动化领域已被广泛应用

14、，某些特殊的功能更是大量应用在 汽车工业中。 采用当前的 Windows 技术，新型的 canAnalyser V2.0 有了更好的灵活性和更强的可靠性，是适用于所有的 CAN 应用领域 的全范围现代化分析工具。 CANopen 附加模块 CANopen 模块是附加在 canAnalyser 之上的，它能依据 CANopen 标 准解释 CAN 报文。 由 CANopen 和其参数一起定义的报文类型在原 文上以彩色显示。此模块适合于分析和测试 CANopen 网络。 iPC-XC16/ PCI iPC-I XC16/PCI 是一种高效的智能 CAN 接口板，有两个 CAN 通道， 能覆盖大量的

15、工业自动化和汽车 CAN 应用。与通用 CAN 驱动软件 VCI一起， iPC-I XC16/PCI能有效地支持CAN系统中基于PC的应用。 另外，iPC-I XC16/PCI 也适合与 IXXAT 分析和配置工具一起使用， 以及用作 CANopen 网络控制器。 USB-to-CAN II USB-to-CAN II是一种智能接口， 有两个CAN通道和一个LIN通道(汽 车型)。USB-to-CAN II 与通用 CAN 驱动软件 VCI 一起，能有效地支 持 CAN 系统中基于 PC 的应用；若加上 canAnalyser 软件，它便成为 一种便捷、灵活的分析和开发工具。另外，USB-to-CAN II 非常适合 于在多节点 CANopen 网络中作为主站设备。 USB-to-CAN compact USB-to-CAN compact 是一种经济型智能接口，有一个 CAN 通道。它 可用作主站设备。 与通用CAN驱动软件VCI一起， 能有效地支持CAN