CAN和CANopen相关技术

范文件

CANopen规范文件时基于“通信规范文件”的，用来规定主要通讯机制和它们的描述(DS301)。

设备规范文件 　　

在设备规范文件中描述了工业自动化领域最重要的设备类型，同时也定义了设备功能类型。

标准设备描述例子为： 　　◆数字量和模拟量输入/输出模块(DS401) 　　◆电机(DS402) 　　◆控制设备(DS4P403) 　　◆闭环控制器(DSP404) 　　◆PLC 　　(DS405) 　　◆编码器(DS406) 　　通过CAN总线配置设备 　　通过CAN总线配置设备的可能性是制造商要求自治的基本原则之一。

CANopen规范文件的通用规格 　　CANopen是符合以下规定文件的，用于CAN系统的一套规范： 　　◆开发的总线系统 　　◆无协议超负荷的实时数据交换 　　◆可重新定义尺寸的模块化设计 　　◆设备互用性和交换性 　　◆被大量国际制造商支持 　　◆标准的网络配置 　　◆访问所有的参数设备 　　◆同步和循环过程数据/事件驱动数据 　　CANopen产品认证 　　在市场上提供CANopen认证产品的制造商都是CiA组织成员。

CAN标准 　　CANopen协议被CIA组织定义并且可访问该组织(须遵守某些限制)站点：http://www.can-cia.com.对主从设备的源代码可以从不同的供应商得到。

与CANopen网络通讯 　　通讯协议文件基于CAL服务和协议。

它提供用户对两种交换类型的访问：SDO、PDO。

在上电时，设备进入一个初始化阶段，接着进入预处理阶段。在这个阶段，只有SDO可以通讯。在接到一个启动命令后，设备进入工作状态，在这个阶段PDO可以进行通讯，SDO通讯仍然有效。

CANopen启动Boot-up 　　启动过程 最小设备配置指定了简化的启动程序。这个过程描述如下： 　　CANopen启动Boot-up 　　详细步骤介绍： 　　1、模块上电 　　2、模块初始化，进入预处理状态 　　3、NMT服务：启动远程节点 　　4、NMT服务：预处理 　　5、NMT服务：停止远程节点 　　6、NMT服务：重启节点 　　7、NMT服务：重启节点通讯 　　初始 　　进入“重新启动通讯”后，设备进入初始模式。

该状态允许的操作有： 　　◆定义要求的通讯对象（SDO、PDO、紧急事件处理） 　　◆安装相关的CAL服务 　　◆配置CAN控制器 　　初始化完成后设备自动进入预处理模式。

预处理 　　进入预处理的条件: 　　◆在初始化完成后 　　◆在正常工作模式下，接收到“进入预处理”NMT命令 　　在这种情况下，设备的配置可以被修改。然而只有SDO可以用来读或写设备的参数。

当配置完成后，通过接收相关的命令，设备进入以下的工作状态： 　　◆停止 ，当接收到“停止远程节点”NMT命令 　　◆运行 ，当接收到“启动远程节点”NMT命令 　　停止 　　如果设备处于“预处理”或者“正常工作”状态，接收到“节点停止”命令（NMT服务），设备进入“停止状态”。

在这种情况下，设备不能被配置。不能读写设备相关参数（SDO），只有从设备的监视功能（即节点保护）有效。

操作 　　当设备处于“预处理”状态，接收到“启动远程节点”，设备进入操作状态。在“运行”状态，当使用“节点启动”NMT服务启动CANopen网络，所有的设备功能性被使用，PDO、SDO均可进行通讯。

过程数据对象（PDO） 　　PDO定义 　　PDO是过程数据通信相关的通信对象，它能保证过程数据的实时交换。

一个CANopen设备的PDO对象定 　　义了它与网络上其他CANopen设备之间的隐式数据交换。

当设备运行时，PDO交换被激活。

PDO类型 　　有两种PDO类型： 　　◆ TXPDO/TPDO：PDO被设备传送 　　◆ RXPDO/RPDO：PDO被设备接收 　　PDO的供给者与消费者 　　PDO基于“供给者/消费者”模型。传送的叫“供给者”，接收的叫“消费者”。

PDO的传送模式 　　◆同步（通过接收SYNC对象实现同步） 　　非周期：由远程帧预触发传送，或者由设备子协议中规定的对象特定事件预触发传送。 周期：传送在每1到240个SYNC消息后触发。

◆ 异步 　　由远程帧触发传送。

由设备子协议中规定的对象特定事件触发传送。

服务数据对象（SDO） 　　SDO定义 　　服务数据对象SDO允许使用显示请求交换数据。

当设备处于预处理、工作状态，SDO服务是有效的 。

SDO的类型 　　有两种SDO类型： 　　◆读SDO（上传） 　　◆写SDO（下载） 　　客户端/服务器模型 　　SDO协 　　议是基于“客户端/服务器”模型。

对于下载SDO 　　客户端发送一个标示被写对象的请求，服务器返回一个确认信息。

对于上传SDO 　　客户端发送一个标示被读对象的请求，服务器返回被读对象的数据。

对于一个未处理的SDO 　　对于以上的两种情况，如果一个SDO不能被处理，服务器返回一个错误代码。

“节点保护”和“寿命保护” 　　使用期限的定义 　　“使用期限”参数是按以下来计算的： 　　使用期限=保护时间（看门狗时间）使用期限系数；保护时间的典型值在250ms到2S之间。对象0X100CH含有以毫秒时间定义的保护时间，对象0X100DH含有“使用期限系数”。

监控机制： 1、节点保护 2、心跳报文