ican协议和canopen.docx

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ican协议和canopen

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ican协议和canopen

　　篇一：

canopen协议讲解

　　根据ds301的内容进行介绍

　　1、can总线

　　can标准报文

　　2、canopen应用层协议

　　canopen协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。

同时，canopen完全基于can标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。

　　一个标准的canopen节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。

该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。

　　一个标准的canopen节点

　　canopen应用层协议细化了can总线协议中关于标识符的定义。

定义标准报文的11比特标识符中高4比特为功能码，后7比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（cob-id）。

功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低依次为：

　　网络命令报文（nmt）

　　同步报文（sync）

　　紧急报文（emeRgency）

　　时间戳（time）

　　过程数据对象（pdo）

　　服务数据对象（sdo）

　　节点状态报文（nmterrcontrol）

　　7位的节点号则表明canopen网络最多可支持127个节点共存（0号节点为主站）。

　　下表给出了各报文的cob-id范围。

　　nmt命令为最高优先级报文，由canopen主站发出，用以更改从节点的运行状态。

　　sync报文定期由canopen主站发出，所有的同步pdo根据sync报文发送。

　　emeRgency报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与处理能力的节点会接收并处理紧急报文。

　　time报文由canopen主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。

　　pdo分为4对发送和接收pdo，每一个节点默认拥有4对发送pdo和接收pdo，用于过程数据的传递。

　　sdo分为发送sdo和接收sdo，用于读写对象字典。

　　mterrorcontrol报文由从节点发出，用以监测从节点的运行状态。

　　状态机

　　canopen的每一个节点都维护了一个状态机。

该状态机的状态决定了该节点当前支持的通讯方式以及节点行为。

　　初始化时，节点将自动设置自身参数和canopen对象字典，发出节点启动报文，并不接收任何网络报文。

　　初始化完成后，自动进入预运行状态。

在该状态，节点等待主站的网络命令，接收主站的配置请求，因此可以接收和发送除了pdo以外的所有报文。

运行状态为节点的正常工作状态，接收并发送所有通讯报文。

　　停止状态为一种临时状态，只能接收主站的网络命令，以恢复运行或者重新启动。

　　canopen节点状态转换图

　　canopen节点状态转换条件

　　3、devicemodel

　　communication提供通信对象和传输经过底层的数据的适当功能；

　　objectdictionary对此设备上的应用程序对象，通信对象和状态机的行为有影响的所有数据项的集合。

　　application由在处理环境方面的设备功能组成。

　　设备应用在数据条目中的完整描述在对象字典中叫设备子文件（deviceprofile）

　　4、od

　　每个节点维护一个对象字典（objectdictionary,od）。

该对象字典保存了节点信息、通讯参数和所有的过程数据，是canopen节点的核心数据结构。

上层应用程序也主要通过读写对象字典和canopen应用层进行交互。

　　canopen对象字典为两级数组结构，通过索引（16bits）和子索引（8bits）来编址。

设备子文件中最重要的就是对象字典的描述，对象字典在slave节点中一般是在设备初始化写好的不会修改，而在master节点中可以在运行过程中动态修改，不修改的od一般存在Rom中，而修改的存在Ram中。

　　篇二：

canopen协议

　　一、canopen总线结构

　　广播命令

　　二、通信类型

　　canopen有三种通信方式：

　　主/从通信方式

　　服务器/客户端通信方式

　　生产商/顾客通信方式

　　2.1主/从通信方式（nmt）

　　对某一特点功能而言，一个网络中只有一个主机，其他全为从机。

由主机发送请求信号，从机发送相应信号（如果需要）

　　主机发出命令，从机作出响应，但不回送数据

　　主机发出命令，从机作出响应，同时回送数据确认

　　2.2服务器/客户端通信方式（sdo）

　　这种关系指发生在一个服务器和一个客户端之间，客户端发送命令，服务器执行后，回答客户端

　　2.3生产商/顾客通信方式（sync、timestamp、emcy）

　　这种通信方式有push和pull两种模式，网络中在这一个生产厂，0或多个顾客。

　　2.3.1push模式

　　厂商发送命令，顾客执行，不需回送数据

　　2.3.2pull模式

　　厂商发送命令，顾客执行，回送证实数据

　　三pdo传送模式

　　pdo分为tpdo（发送pdo）与Rpdo（接收pdo）两种，pdo的传送模式有两种：

同步传送与异步传送。

同步传送又分为周期传送与非周期传送

　　3.1同步传送

　　由某一个同步应用在网路上周期性的发送同步对象，及发送sync帧，该同步应用可以是主机也可以是从机

　　pdo通信参数中的传输类型说明传送模式与触发方式，

　　tpdo：

传送类型同时说明其传送率，以基本传送周期的倍数表示。

　　传送类型为0时，表示当某事件发生后，收到一个同步对象帧（sync）时，立刻进行数据传输。

（非周期传送）

　　传送类型为1时，表示当每收到一次同步对象帧（sync）时，传送一次数据。

（周期传送）

　　传送类型为n时，表示当每收到n次同步对象帧（sync）时，传送一次数据。

（周期传送）

　　Rpdo：

接收是在收到sync信号后，运行接收，独立于传输参数定义的传送率。

　　传输类型252为非周期传输，在接收到同步对象后进行采样但不发送，在接收到请求该数据的远程帧后发送。

　　3.2异步传送

　　tpdo:

异步传送与sync无关，

　　传输类型253-255为异步传输，定义为此三种类型的tpdo在接收到远程帧或规定的事件发生后进行传输。

　　3.3触发模式：

　　触发方式有三种

　　3.3.1事件触发方式

　　对于周期性传送，接收到的sync报文达到设定数量，相当于出发事件，引起一次发送。

　　对于非周期性传送由设备子协议设定的事件触发发送

　　3.3.2定时器触发

　　当设定的时间达到后，触发一次发送

　　3.3.3远程帧触发

　　在收到其他设备发送的远程帧后，启动一次异步传送

　　3.4pdo协议

　　pdo的通信模式相当于厂商/顾客的通信模式，包含如下参数：

　　pdo数量：

1～512，

　　用户类型：

厂商/顾客

　　数据类型：

由pdo映射确定

　　禁止时间：

n*100ns

　　索引20h描述pdo的通信参数，索引21描述pdo的映射参数

　　3.4.1写pdo

　　使用厂商/顾客模式的push形式，厂商主动发送pdo

　　3.4.2读pdo

　　使用厂商/顾客模式的pull形式，某一顾客发送远程帧，传送发送pdo，这是可选模式，所有的pdo都可以接收，。

这种模式若pdo发送的数据量l大于pdo映射定义的数据量n，取前那个数据，若pdo发送的数据量l小于pdo映射定义的数据量n，若顾客支持emergency报文，发送emergency报文，错误代码为8210

　　四sdo传送模式

　　sdo以段的形式发送，首先发送的是初始化阶段的段，以加速传送方式传送，包含4个以内字节的数据，索引为22h的对象字典描述sdo通信参数。

相应的对象字典的条目通过下式计算：

　　ssdo（Rsdo）通信参数索引=1200h+ssdo_no-1

　　csdo（tsdo）通信参数索引=1280h+csdo_no-1

　　4.1sdo协议

　　sdo参数：

　　sdo数量：

1～128，

　　用户类型：

客户端/服务器

　　index和subindex的数据类型有多种形式：

structureunsigned（16），unsigned（8）index说明对象字典的条目，subindex说明条目中的具体内容

　　传送类型：

数据在4个字节以下：

加速传送

　　数据在4个字节以上：

分段传送或块传送

　　数据类型：

由index和subindex确定

　　禁止时间：

n*100ns

　　篇三：

canopen协议介绍

　　endat信号补充

　　晚安，20xx-欧迪的20xx纪念册canopen协议介绍（讲义）

　　20xx-10-1215:

58:

28|分类：

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　　很长一段时间以来，很多人问我canopen总线优势到底在什么地方，我也大体的给了口头的讲述，但是比较笼统，没办法做到详细解释，加上纯技术的话语比较晦涩，遇上内行还能多聊几句，如果是刚接触的，那就是云里雾里了。

这次正好要进行公司业务员培训，要讲讲canopen，在整理过程中把我的讲义贴出来，希望能帮到大家，以下内容是我讲课的口述内容，比较白话，不能作为资料，大家见谅，鉴于我整理也比较辛苦，也算个小小的知识产权，所以ppt我就不贴出来了。

^-^

　　讲义内容：

　　通常canopen协议相关的一些资料相对来说比较晦涩，非专业人士看起来比较困难。

我尽量以浅显易懂的方式将canopen协议的框架和它在实际应用中存在的优缺点展示给大家。

　　我按照最先接触的内容由浅入深的讲解，直接讲canopen协议会有点跳跃

　　的感觉，所以，我以产品作为切入点，分析一下如何使用，在这个过程中，让大家理解什么是canopen协议。

首先，我们拿到一个产品，比方说是编码器，它的用途是作为位置传感器，那我们就需要将编码器送出的数据进行采集。

一般自然界中存在的信号有多种形式，大多以模拟量形式存在，类似于人感觉到温度的高低、水流的快慢、风力的大小等等。

但这是很模糊的概念，今天热了还是冷了，风大风小，没有比较是很难界定的，为了规范这些量，方便描述时的统一性，温度计量标准有华氏和摄氏、水流有每秒多少立方、风力有级数。

这些，就是数字量。

数字量在人与人之间传递时，可以通过嘴和耳，语言和听力，在设备之间如何来传递呢？

学过数电的人知道，灯泡有两种状态，亮和暗，在最基础的电路回路里，“通”和“断”是两个最基本的状态，我们可以把他理解为“1”和

　　“0”，这样，就有了表述的方法。

但是单独使用这两种状态是无法传递信息的，如何把编码器的数据传递出去，就需要使用到协议，下面我就讲讲协议。

　　我们知道，人与人交流需要用到语言，我们要表达出一个完整的意思就要使用一句话，一句话内会包含很多的字，每个字又由笔画构成。

这样，我们协议的基本框架就出来了，在整个canopen协议传递过程中，最大的单位称为“帧”，类似于一句话，“帧”由“字节”组成，就代表了字，每个“字节”由“位”组成，我们称为笔画。

那地球上还有英语、法语、德语、还有听不懂的鸟语呢！

那就是各个通讯协议，比如pro　　

fibus-dp、devicenet、cc-link、hart、modbus等。

让dp和canopen通讯，那就是相当于一个讲德语的与讲中文的对话，鸡同鸭讲，能沟通吗？

需要翻译，对吧。

回过头来我们讲讲canopen的帧格式，canopen一帧数据由一个cob-id（报文头）和最大8字节数据组成，其中cob-id可以是11位（can2.0），也可以是29位（can2.0b），当然，can2.0b需要向下兼容11位can报文。

对于每字节数据由哪些位组成，这里就不再赘述，因为这部分内容不在osi模型的第七层应用层内描述，开发人员也不必过多考虑这块内容。

由于canopen协议内对cob-id的各个地址段报文有详细规范，这里就花点时间讲一下，当然也没时间全部讨论，只选一些重要内容来说。

　　以前我们培训一直在说canopen协议好，速度快，广播报文，这些关键字听的多了，但是大家可能不是很理解这些内容。

现在就来解释一下。

在编码器应用中，can报文我们常用的有sdo（servicedataobject服务数据对象）和pdo（processdataobject过程数据对象），从字面描述意义看，通常数据的发送读取是采用pdo来实现的，can参数的修改是通过sdo来实现的（当然这不是绝对的，具体的如果有兴趣可以会后询问）。

先来说说pdo，我们在很多资料上会看到这样一张表

　　注意：

pdo/sdo发送/接收是由（slave）can节点方观察的

　　表一：

canopen主/从连接集对象

　　假设我们读取到一组编码器数据是这样的《0x1810x300x1F0x00

　　0x00》，我们应该如何理解呢？

首先，“0x”只是一个符号，它代表了紧跟着的数据是十六进制的（等同于在数据后面直接标“h”，上述表达式也可以表述为《181h30h1Fh00h00h》），“181”我们查看上表后发现，它包含在pdo1（发送）里面，它代表了是由编码器发出的过程数据对象，表上显示是“181h~1FFh”，这是因为cob-id包含了节点号信息，地址1对应着181h，地址2对应了182h，以此类推，最大127个节点。

“0x300x1F0x000x00”就代表了数据内容，在can协议内，帧数据是低位在前，高位在后的。

所以上述数据直接读取后得出编码器送出1F30h，这就代表了编码器的当前位置值。

那

　　在总线上面，多个节点同时发送数据不会产生冲突么？

以前我们说过，can协议具有仲裁，这里简单介绍一下仲裁是如何实现的。

上面说了，cob-id包含了节点号信息，也就是说，只要总线上的设备节点号不同，所送出的广播报文的cob-id肯定是不同的，如果一个是182h，一个是183h，仲裁时怎么做？

本文最开始的时候介绍了每个字由笔画组成，现在就要用到位（bit）的概念了，182h换算成二进制是000110000010（b），“b”代表了二进制，183h换算成二进制是000110000011（b），关于显性位、隐形位这里不再赘述，这个有兴趣可以找我要资料看，这里我就简单描述为“0”比“1”的优先级高，可以理解为拖后腿，“0”为低电平，“1”为高电平，在线上低电平会把高电平拉低，一旦183h发现数据传输过程中与自身数据不符合，就终止上传，保证了182h的数据先上总线。

　　我们在实践中会发现，编码器的数据在不断的更新输出，那输出周期如何定义呢？

这个我们就来讨论一下引申的pdo传送方式。

我们以前在培训时一直介绍canopen协议与dp协议相比的好处在于dp是轮询的，问答方式浪费了大量的时间，而can协议是广播的，可以将1mhz的速率发挥至极致。

这种说法形象，一般可以解释给初步接触canopen的人听。

其实canopen的报文形式很多样化，在不同的应用场合可以采取不同的方式，上面说的称为异步方式，异步方式也分两种，一种是上面的内部时钟触发，也就是按照固定时间间隔发送，另一种是事件触发，假设编码器发生转动，数据相应送出。

还有一种同步方式，我们也可以口述为踏拍方式，当主站要求报数是，所有从节点按照仲裁的优先顺序进行数据发送。

这三种报文方式分别在哪些场合适用呢？

我们以车辆来举例。

车辆开在路上，在整个车辆控制内，最重要的，具有高优先级的，应该是牵涉到安全的制动（刹车），安全气囊等等。

其次是转向、车灯。

再次是音响、影视系统（当然，我对车不是很熟悉，这是我的主观认识，作为一个例程）。

我们可以把小的节点号分配给制动系统，以保证数据能及时送达控制器，并采用定时报数，实时监测车辆制动系统的情况。

对于音箱什么的，我们可以采用事件触发方式，