CANOpen编码器说明书

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1、1、CANopen 介绍 12、通信对象 13、CANopen 预定义连接集 34、编码器 54.1 编码器说明 54.2 接线说明 55、Object directory（ 对象字典 ） 75.1 Detailed description of the communication parameters（ 通讯子协议区域 ） 75.1.1 Object 1000h: Device type（ 设备类型 ） 75.1.2 Object 1001h: Error register（ 错误寄存器 ） 75.1.3 Object 1003h: Predefined error field（ 预定义错误

2、区域 ） 75.1.4 Object 1005h: COB-ID for SYNC（SYNC 标志符 ） 85.1.5 Object 1008h: Manufacturer device name（ 制造商设备名 ） 85.1.6 Object 1009h: Hardware version（ 硬件版本 ） 85.1.7 Object 100Ah: Software version（ 软件版本 ） 85.1.8 Object 100Ch und 100Dh: Guard Time and life time factor（ 节点保护参数 ） 85.1.9 Object 1010h: Save

3、parameters（保存参数 ） 95.1.10 Object 1011h: restore default parameters（恢复默认参数值 ） 95.1.11 Object 1014h: COB-ID emergency messages（EMCY 标志符 ） 95.1.12 Object 1017h: Producer Heartbeat Time（Heartbeat 报文周期 ） 105.1.13 Object 1018h: Identity Object（ 设备 ID） 105.1.14 Object 1800h: 1.transmit PDO parameter （TXPDO

4、1 异步 ） 105.1.15 Object 1801h: 2.transmit PDO parameter （TXPDO2 同步 ） 105.2 Detailed Description of the Manufacturer（ 制造商特定子协议区域 ） 115.2.1 Object 2000h: Mode（ 工作模式 ） 115.2.2 Object 2001h: LocalAddress（ 编码器通讯地址 ） 125.2.3 Object 2002h: Max_LoopValue（ 循环测量时的最大值 ） 125.2.4 Object 2003h: Min_BackForthValue（

5、 往复测量时的最小值 ） 125.2.5 Object 2004h: Max_BackForthValue（ 往复测量时的最大值 ） 125.3 Detailed Description of the General Encoder Parameters（ 标准的设备子协议区域 ） 135.3.1 Object 6000h: Operating parameters（ 操作参数 ） 135.3.2 Object 6003h: Preset value（ 外部置位的设定值 ） 135.3.3 Object 6004h: Value of position（ 编码器当前位置值 ） 145.2.6

6、Object 6200h: Cyclic timer（ 发送测量值间隔时间 ） 145.3.4 Object 6500h: Operating status（ 操作状态 ） 145.3.5 Object 6501h: SingleTurn resolution（ 每圈对应的测量值 ） 145.3.6 Object 650Bh: Serial number（ 出厂序号 ） 146、RS232 通讯参数 157、Layer-Setting-Service （LSS） 16附： CANopen 报文分析 18CANOPEN 编码器1、 CANopen 介绍从 OSI 网络模型的角度来看同，现场总线网

7、络一般只实现了第 1 层（物理层）、 第 2 层（数据链路层）、第 7 层（应用层）。因为现场总线通常只包括一个网段，因 此不需要第 3 层（传输层）和第 4 层（网络层），也不需要第 5 层（会话层）第 6 层（描述层）的作用。CAN（Controller Area Network）现场总线仅仅定义了第 1层、第2层（见 ISO11898 标准）；实际设计中，这两层完全由硬件实现，设计人员无需再为此开发相关软件 （ Software）或固件（ Firmware）。同时， CAN 只定义物理层和数据链路层，没有规定应用层，本身并不完整，需 要一个高层协议来定义 CAN 报文中的 11/29位标

8、识符、 8字节数据的使用。而且， 基于 CAN 总线的工业自动化应用中，越来越需要一个开放的、标准化的高层协议： 这个协议支持各种 CAN 厂商设备的互用性、互换性，能够实现在 CAN 网络中提供 标准的、统一的系统通讯模式，提供设备功能描述方式，执行网络管理功能。 应用层（ Application layer ）：为网络中每一个有效设备都能够提供一组有用的服 务与协议。 通讯描述（ Communication profile ）：提供配置设备、通讯数据的含义，定义数据 通讯方式。 设备描述（ Device proflile ）：为设备（类）增加符合规范的行为。下面的章节将介绍基于 CAN 的

9、高层协议： CAL 协议和基于 CAL 协议扩展的 CANopen 协议。 CANopen 协议是 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 协议被认为是在基于 CAN 的工业系统中占领导地位的标准。 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 备描述”的协议中进行描述； “设备描述 ”定义了不同类型的标准设备及其相应的功 能。依靠 CANopen 协议的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置。2、通信对象CANope

10、n 指定有四类通信对象。第一类通信对象是用 8 个字节的数据字段把过程数据对象 PDO（Process Data Objects）映象到一个单一的 CAN 帧从而传输应用对象每个 PDO 有一个唯一的标识 符且可以仅通过一个节点发送但其接受者可不止一个（生产者 / 消费者通信 ） 发送PDO 可用多种方式如由内部事件驱动由内部定时器驱动由远程请求驱动和由接收 到来自特定的节点的一个同步信息驱动应用对象和支持的传送方式的缺省映象在对 象字典中对每一个 PDO 都作了描述 PDO 标识符具有高优先级以确保良好的实时CANOPEN 编码器性能如果需要硬实时控制那么系统的设计者可为每个 PDO 组态一

11、个禁止时间 (inhibit-time) 该“禁止时间 ”严禁在特定的时间内发送这个对象因此设计者可对多个 对象设计一个确定的 PDO 行为发送 PDO 无需确认 PDO 映象对象中定义了被在 PDO 内传送的应用对象它描述了所映象的应用对象的顺序和长度在预操作状态 (Pre-Operational State期) 间支持动态 PDO 映象的设备必须支持这个功能若在预操作 状态下支持动态映象则服务数据对象 SDO 客户负责数据的一致性。第二类通信对象是传送组态数据的服务数据对象 SDO(Service Data Objects) 组 态数据有时多于 8 个字节 SDO 传输协议允许传送任意长度

12、的数据对象第一段内的 第一个字节包含必须的数据流控制信息它包括为克服众所周知的双重接受 CAN 帧 的问题而设置的一个触发位第一段内的第 2 4 字节包含要读出或写入的对象字典登 入项的索引和子索引第一段内的最后四个字节可用于组态数据用同样的 CAN 标识 符第二段以及其后继段包含控制字节和多达 7 个字节的组态数据接受者确认每个 字节以便有点对点通信 (客户/服务器 )。第三类通信对象是网络管理对象节点保护对象 (Nodeguarding Object)和 NMT 对象节点保护对象。是由 NMT 主站节点远程请求的具有一个字节的 CAN 帧数据 字节主要包含节点的状态节点保护时间在对象定期发

13、送节点保护时间在对象字典中 也作了规定并且可以由 SDO 进行组态此外还规定了保护时间寿命 (Life Guarding Time) 在该时间区内 NMT 主站必须保护一个 NMT 从站这就确保了即使在主站不 存在的情况下节点仍能以用户指定的方式作出反应 NMT 对象映象到一个单一的带 有 2 个字节数据长度的 CAN 帧它的标识符为 0 第一个字节包含命令说明符第二个 字节包含必须执行此命令的设备的节点标识符 (当节点标识符为 0 时所有的节点必 须执行此命令 ) 由 NMT 主站发送的 NMT 对象强制节点转换成另一个状态 CANopen 状态机规定了初始化状态子程序操作操作状态和停止 (

14、正式为准备 )状态 在加电后每个 CANopen 处于初始化状态然后自动地转换到预操作状态在此状态下 提供了同步对象和节点保护还允许 SDO 的传送如果 NMT 主站已将一个或多个节 点设置为操作状态则允许他们发送和接受 PDO 在停止状态除 NMT 对象外不允许 通信初始化状态又分成三个子状态以使全部或部分的节点复位在 Reset_Application 子状态中制造商专用 (manufacture-specific)行规区域和标准化设备行规区域的参数 均设置成它们的缺省值在 Reset_Communication 子状态中通信行规区域的参数设定 为它们的通电 (power-on)值第三个子

15、状态是初始化状态在通电后或复位通信后或复 位应用后节点自动地进入此状态通电值 (Power-on)是上一次存储的参数。第四类通信对象是应急对象。由设备内部出现致命错误来触发并从相关应用设 备上的应急客户发送因此应急对象适用于中断类型的报警信号每个 “错误事 件”(error even只t) 能发送一次应急对象只要在设备上不发生新的错误就不得再发送 应急对象零个或多个应急对象消费者可接受这些应急消费者的反应是由应用指定的 CANopen 定义了应急对象中要传送的若干个应急错误代码它是一个单一的具有 8 个数据字节的 CAN 帧。CANOPEN 编码器3、 CANopen 预定义连接集为了减小简单网络的组态工作量，CANopen 定义了强制性的缺省标识符（CAN-ID ）分配表。这些标志符在预操作状态下可用， 通过动态分配还可修改他们。 CANopen设备必须向它所支持的通讯对象的提供相应的标识符。缺省ID分配表是基于 11位CANID，包含一个 4位的功能码部分和一个 7位的节 点ID（Node-ID） 部分。如图 3-1所示。图 3-1 预定义连接集 IDNode-ID由系统集成商定义。 Node-ID范围是 1127（0不允许被使用）。如下表 格CANopen预定义主 /从连接集 CAN标识符分配表。