CANopen协议讲解

(完整word版)CANOPEN协议详解

一、CAN-BUS介绍

1．CAN的基本概念、特点

CAN 是 Controller Area Network的缩写（以下称为 CAN），是 ISO*1国际标准化的串行通信协议。

CAN 协议如表 3 所示涵盖了 ISO 规定的 OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层。

CAN 协议中关于 ISO/OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层,具体有哪些定义如图所示。

。 ISO/OSI 基本参照模型

ISO/OSI 基本参照模型 各层定义的主要项目

软件控制 7 层:应用层 由实际应用程序提供可利用的服务。

6 层：表示层 进行数据表现形式的转换。

如:文字设定、数据压缩、加密等的控制

5 层:会话层 为建立会话式的通信,控制数据正确地接收和发送.

4 层：传输层 控制数据传输的顺序、传送错误的恢复等，保证通信的品质。

如：错误修正、再传输控制。

3 层：网络层 进行数据传送的路由选择或中继。

如：单元间的数据交换、地址管理。

硬件控制 2 层:数据链路层 将物理层收到的信号（位序列）组成有意义的数据，提供传输错误控制

等数据传输控制流程. 如：访问的方法、数据的形式。

通信方式、连接控制方式、同步方式、检错方式。 应答方式、通信方式、包(帧）的构成。 位的调制方式（包括位时序条件)。

1 层:物理层 规定了通信时使用的电缆、连接器等的媒体、电气信号规格等，以实现

设备间的信号传送。 如:信号电平、收发器、电缆、连接器等的形态。 【注】 ＊1 OSI：Open Systems Interconnection （开放式系统间互联)

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CAN的特点

CAN 协议具有以下特点。

(1) 多主控制 (完整word版)CANOPEN协议详解

在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。 最先访问总线的单元可获得发送权。

伺服电机的CANopen协议例程

一、什么是CANopen协议

1.1 CAN总线介绍

CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，最初由德国Bosch公司开发，用于汽车电子系统之间的通信。CAN总线具有高可靠性、实时性和抗干扰能力强的特点，因此在工业控制、航空航天、机器人等领域得到了广泛应用。

1.2 CANopen协议概述

CANopen是基于CAN总线的一种高层通信协议，它定义了在CAN总线上进行设备之间通信的规范。CANopen协议提供了一套标准的通信对象和服务，使得不同厂家的设备能够方便地进行通信和集成。CANopen协议广泛应用于工业自动化领域，特别是伺服电机控制系统中。

二、伺服电机的CANopen协议应用

2.1 伺服电机控制系统简介

伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和力矩的电机。伺服电机控制系统通常由伺服电机、驱动器和控制器组成。控制器通过发送控制指令给驱动器，驱动器再将指令转换为电机的运动控制信号，从而实现对电机的精确控制。

2.2 CANopen在伺服电机控制系统中的应用

CANopen协议在伺服电机控制系统中扮演着重要的角色。它定义了伺服电机控制系统中各个设备之间的通信方式和数据格式，使得不同厂家的伺服电机、驱动器和控制器能够进行互联互通。通过CANopen协议，控制器可以向驱动器发送位置、速度、力矩等控制指令，驱动器则将实际的运动状态反馈给控制器，实现闭环控制。

三、CANopen协议的基本原理

3.1 CANopen通信对象

CANopen协议定义了一系列通信对象，用于描述设备之间的数据交换。这些通信对象包括字典对象、PDO（Process Data Object）和SDO（Service Data Object）等。字典对象用于存储设备的配置参数和状态信息，而PDO和SDO则用于实时数据的传输。

3.2 字典对象

字典对象是CANopen协议中最基本的通信对象，它用于存储设备的配置参数和状态信息。字典对象包括对象字典和字典条目两个层次。对象字典是一个逻辑上的容器，用于存储字典条目。字典条目则是实际存储数据的单元，每个字典条目都有一个唯一的索引和一个数据类型。

- 1 - canopen中的对象字典通俗讲解

CanOpen是一种用于工业控制领域中的通信协议，其中的对象字典是CanOpen的核心概念之一。对象字典是CanOpen中用于描述设备的数据结构，通常包括设备的参数、状态、控制命令等信息。

在CanOpen通讯中，各个设备之间通过发送和接收报文来实现通信。发送方将需要发送的数据打包成报文，然后通过总线发送给接收方。接收方在接收到报文后，将其解析并提取出所需的信息。

对象字典就是用来帮助接收方解析报文的。发送方在发送报文时，需要将报文中涉及到的对象字典的索引和子索引打包成报文中的数据域。接收方在接收到报文后，就可以通过报文中的索引和子索引在对象字典中查找所需的数据。

对象字典中的每个对象都由一个唯一的索引和一个子索引组成。索引和子索引的作用就是用来定位对象。当接收到报文时，接收方通过报文中的索引和子索引来查找对象字典中的对应对象。对象字典中的每个对象都有其对应的数据类型和数据长度，接收方在查找到对应对象后，就可以根据对象的数据类型和数据长度来解析出其具体的值。

除了用来描述设备参数和状态等信息外，对象字典还可以用来描述控制命令。发送方在发送控制命令时，将命令代码打包成报文中的数据域，接收方在接收到报文后，就可以根据命令代码来执行相应的控制操作。

总之，对象字典是CanOpen通信中的核心概念之一，是用来描述设备的数据结构，包括参数、状态、控制命令等信息。它能够帮助发 - 2 - 送方将所需发送的数据打包成报文，并帮助接收方解析和提取出所需的信息，从而实现设备之间的通信。

CANopen协议应用指南

CANopen协议是一种用于控制与通信领域的通用现场总线协议。它构建在CAN（控制器区域网络）总线上，提供了一种开放、高效、可靠和灵活的方式来组织和管理分布式系统。本文将介绍CANopen协议的应用指南，主要包括网络结构、数据通信、设备配置和节点管理等方面。

首先，网络结构是CANopen协议应用的基础。CANopen网络由一个或多个节点组成，节点之间通过CAN总线进行通信。每个节点都有一个唯一的标识符，用于区分不同的节点。网络结构可以是主-从结构，其中一个节点作为主节点，负责控制和管理其他从节点；也可以是对等结构，所有节点都可以互相通信和交互。网络结构的选择取决于实际应用的需求。

其次，数据通信是CANopen协议的核心功能之一、CANopen提供了多种数据通信方式，包括广播通信、点对点通信和多点通信。广播通信是将数据广播到整个网络中的所有节点；点对点通信是两个特定节点之间的直接通信；多点通信是将数据发送到一个或多个指定的节点。CANopen还提供了一种灵活的通信参数设置机制，可以根据应用需求进行定制。

设备配置是CANopen协议应用中的重要环节。每个CANopen设备都有一个设备描述文件（EDS），其中包含了设备的标识、功能和配置信息。在设备配置过程中，需要根据实际应用需求修改和设置设备的各个参数，例如节点ID、通信速率、数据对象和服务对象等。设备配置的目的是确保网络中的所有节点能够正确地进行通信和交互。

最后，节点管理是CANopen协议应用中的关键任务之一、节点管理包括节点的启动、停止、心跳检测、重启以及节点状态的监控和管理等。CANopen协议提供了一系列的节点管理服务，如NMT（网络管理）服务、SDO（服务数据对象）服务和EMCY（紧急）服务等。通过节点管理，用户可以对网络中的节点进行灵活的控制和管理。

总结而言，CANopen协议是一种强大的通信协议，可以广泛应用于控制与通信领域。本文对CANopen协议的应用指南进行了介绍，包括网络结构、数据通信、设备配置和节点管理等方面。通过合理的配置和管理，可以实现高效、可靠和灵活的分布式系统。