CANopen对象字典生成办法

CANopen协议是一种基于控制器局域网（CAN）的应用层协议，该协议具有实时高效、组网灵活和产品兼容性高等优势，CANopen协议在国内越来越受到青睐，其应用领域也越来越多广泛，不仅应用于过程与生产自动化等领域，还涉及到医疗、铁路、军事、太阳能等等领域。目前CANopen协议由CiA（CANinAutomation）组织负责管理与推广。

对象字典是CANopen通信接口与应用程序之间接口，是CANopen协议的重要组成部分。在CANopen网络中，每个标准的CANopen设备都有一个对象字典，用来描述CANopen设备的全部功能。

一般在CANopen配置或者开发工程中，对象字典的创建与管理是一个不可缺少的步骤，同时也是保证CANopen正常通讯的重要保障。如果CANopen系统工程相对比较简单，人工编写对象字典是可行的。但是如果面对系统较复杂、通讯量庞大的CANopen工程，单纯用人工编写对象字典是很低效的，同时也很容易出现编写错误，可能给CANopen工程带来潜在的危险。为了提高对象字典的编辑效率，同时最大限度地避免对象字典的编辑错误，本文描述的一个快速可靠的对象字典生成器ODBuilder，为CANopen工程的对象字典生成与修改提供一个很好的解决方案。

一、对象字典结构与EDS文件描述

1.1对象字典结构

对象字典是一个有序的对象组，每个对象采用一个16位的索引值来寻址，为了允许访问数据结构中的单个元素，同时定义了一个8位的子索引。对象字典中索引值0000-0x0FFF是数据类型的定义，具体类型有固定的分区。而一个CANopen节点的对象字典相关的常用范围在0x1000到0x9FFF之间。其中，索引1000h-1FFFh描述的是通信对象（COB），如设备类型，错误寄存器，支持的PDO数量等等，该参数定义了CANopen接口的通信功能。索引2000h-5FFFh是预留给制造商定义的特定对象。索引000h-9FFFh是用于标准化设备子协议的对象描述，例如I/O模块子协议、驱动与运动控制设备子协议、传感器与测量设备子协议、医疗器材子协议、电梯子协议等等。CANopen对象字典通用结构如表1所示。

表1CANopen对象字典通用结构

1.2EDS文件描述

CANopen网络中每个节点都有一个对象字典，对象字典包含了描述这个设备和它的网络行为的所有参数。而在描述CANopen设备时，使用了一种标准化的ASCII格式的描述文件，即：电子数据表（EDS）。电子数据表不仅记录了对象字典的所有参数，同时也对设备及其配置进行标准化的描述，所以EDS电子数据表是对象字典的载体与保存方式。

二、对象字典的实现

通常来说，在CANopen工程中将所有的CANopen通信描述条目放在一个表格中，然后用索引来访问所有的对象。这不失是一个解决方法，不过这种方法只适用于系统简单、通信参数少、非CANopen通信标准化的产品中，而且对象字典的修改与管理工作都较为繁琐。由此本文介绍一种动态输入掩码显示各个参考的对象类型，编辑过程不断检查其正确性并修正的对象字典生成器ODBuilder。ODBuilder工具生成的对象字典，通信描述完全符合CANopen标准规范CiADS301以及设备描述符合EDS标准文件CiADSP306规范，具有CANopen标准化设备的通用性。

三、对象字典生成器ODBuilder

3.1对象字典生成原理

对象字典生成器ODBuilder生成对象字典的原理是根据CANopen通信协议的访问对象字典的机制，通过固定的索引、子索引来创建每一个CANopen对象字典条目。访问对象字典示意图如图3.1所示。

图3.1CANopen访问对象字典

对象字典条目表格提供一个指向存储器中某个变量的指针，而应用程序可直接通过变量名称访问所需的条目。因此对象字典条目列表就构成了索引/子索引与对应变量名称之间的接口。

对象字典列表分为几个不同的块，目的为了方便对象的查找。通常分为用户可通过索引查找相应的列表（如通信CommunicationProfileArea），再通过偏移量访问该列表中所需的单元。因此在生成对象字典时为了描述索引里的单元，就先创建该单元的访问类型、数据类型和指针变量等的结构体。然后利用创建好的结构体与应用变量建立相关联的