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CANopen轻松入门

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广州致远电子股份有限公司 工程技术笔记 入门教程 TN01010101 V1.00 Date:2015/10/01 CANopen轻松入门 类别 内容 关键词 CANopen DS301 摘 要 用于初次接触CANopen的用户，主要以CANopen DS301为主要教授方向 Technical Note 广州致远电子股份有限公司 入门教程

工程技术笔记 ©2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. i CANopen轻松入门 修订历史 版本 日期 原因 V1.00 2015/10/01 创建文档 广州致远电子股份有限公司 入门教程

工程技术笔记 ©2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 1 CANopen轻松入门 目 录 1. 前言 ........................................................................................................................... 1 2. CANopen在ISO层级中的位置 .............................................................................. 2 3. CANopen协议诞生和发展 ...................................................................................... 3 4. CANopen的预定义报文ID分类 ............................................................................ 5 4.1 网络管理（NMT）与特殊协议（Special protocols）报文ID分类 .................... 5 4.2 过程数据对象（PDO）和服务数据对象（SDO）的报文ID分类 ..................... 7 5. 对象字典OD（Object dictionary) ........................................................................... 9 5.1 对象字典概述 ......................................................................................................... 10 5.2 通讯对象子协议区（Communication profile area） ............................................ 10 5.3 通用通讯对象（General communication objects） .............................................. 10 5.4 制造商特定子协议（Manufacturer-specific Profile） .......................................... 11 5.5 标准化设备子协议(Standardized profile area) ...................................................... 12 5.6 对象字典和EDS文件实例 ................................................................................... 12 6. 网络管理NMT（Network management) 与CANopen主站 .............................. 16 6.1 NMT节点状态 ....................................................................................................... 16 6.2 NMT节点上线报文 ............................................................................................... 17 6.3 NMT节点状态与心跳报文 ................................................................................... 18 6.4 NMT节点守护 ....................................................................................................... 18 6.5 NMT节点状态切换命令 ....................................................................................... 19 6.6 CANopen主站设备 ................................................................................................ 20 7. 过程数据对象PDO（Process data object) ............................................................ 22 7.1 PDO的CAN-ID定义 ............................................................................................ 22 7.2 PDO的传输形式 .................................................................................................... 23 7.3 PDO的通信参数 .................................................................................................... 24 7.4 PDO的映射参数 .................................................................................................... 24 8. 服务数据对象SDO（Service data object） ......................................................... 26 8.1 通讯原则（communication principle） ................................................................. 26 8.2 快速SDO协议（Expedited SDO protocol） ....................................................... 27 8.3 普通SDO协议（Normal SDO protocol） ........................................................... 27 9. 特殊协议（Special protocols） ............................................................................. 30 9.1 同步协议（Sync protocol）................................................................................... 30 9.2 时间戳协议（Time-stamp protocol） ................................................................... 31 9.3 紧急报文协议（Emergency protocol）................................................................. 33 10. 免责声明 ............................................................................................................... 35 广州致远电子股份有限公司 入门教程

工程技术笔记 ©2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 1 CANopen轻松入门 1. 前言 本教程适用于CIA CANopen协议DS301又名CIA301标准。用户须已经掌握CAN2.0A协议的基本知识。即基本的帧结构、ID、数据、DLC等知识，本文不再从CAN底层开始叙述。如果读者需要了解CAN底层，推荐北京航空航天出版社出版的《项目驱动——CAN-bus现场总线基础教程》。 本文由广州致远电子股份有限公司周立功、黄敏思等整理和编撰。文章引用CANopen协会CiA组织的蔡豪格主席肖像与多篇示意图，再次表示非常感谢！ 广州致远电子股份有限公司 入门教程

工程技术笔记 ©2013 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 2 CANopen轻松入门 2. CANopen在ISO层级中的位置 从OSI的7层网络模型的角度来看同，CAN（Controller Area Network）现场总线仅仅定义了第1层（物理层，见ISO11898-2标准）、第2层（数据链路层，见ISO11898-1标准）；而在实际设计中，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），只要了解如何调用相关的接口和寄存器，即可完成对CAN的控制。如图 2.1所示。 图 2.1 CAN控制器结构 但CAN没有规定应用层。也就是没有规定与实际应用相关的逻辑，比如开关量输入输出，模拟量输入输出。所以本身对于应用来说，是不完整的。这就像铁矿石（物理层）冶炼成铁锭（数据链路层），然后针对具体应用，再加工做成汽车、轮船、钢筋、坦克、钢结构建筑等等。如图 2.2所示。 图 2.2 从物理层到应用层 因此，基本每个行业的CAN应用，都需要一个高层协议来定义CAN报文中的11/29位标识符、8字节数据的使用。但在CAN总线的工业自动化应用中，由于设备的互通互联的需求越来越多，所以需要一个开放的、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。其中包括：  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。

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自学游泳教程：入门很轻松

自学游泳教程：入门很轻松

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在你准备自学游泳前，你首先应对人体和水的特点要有一个充分的认识，这样才便于你合理的运用自身的条件，充分的掌握水的性能，加以利用。

众所周知，水的比重为1;而人体的比重约为0。96-1。03之间。物体在水中的沉浮取决于物体的比重，比重大于水的下沉，比重小于水的则上浮。了解这两点，相信初学者不会再对水产生恐惧感。

在进行水上练习时，如果身体浮力较差、或者胆小者，可以带上泡沫做的腰漂，以便增加浮力，同时也给初学者增加安全感。

水中行走

这是初学者下水后的第一个练习，目的是体会水的阻力、压力和浮力，并初步学会在水中维持身体平衡的方法

第一步：两手扶住池(岸)边或同伴的手，在水中行走。

第二步：一手扶住池(岸)边或同伴的手，一手在体前侧做向外、向后划水，同时在水中行走。

第三步：不借助任何支撑物，两臂在胸前左向外、向后的对称划水，双脚在水利做向前、向侧、向后的行走。

在熟悉水性的同时，针对小孩还可以采取一些游戏性的项目，如跳水，水下钻杆等。

学习呼吸

不会呼吸的游泳不能叫做游泳，只能是“憋气”。

正确的游泳呼吸是用嘴吸气、用嘴或嘴鼻呼气。

站在齐肩深的水里，两手抓住池(岸)边;或者抓住同伴的手，用嘴深吸一口气，然后把头埋入水中，慢慢的用鼻呼气，直至将体内的废气呼尽，迅速抬头用嘴吸气。

熟练以上技术，能做到连续、连贯、自然的完成多个呼气、吸气的技术，并且要求自己独立完成慢呼快吸的动作技术。

水中漂浮 学习水中的漂浮技术，主要是体会水对人体的浮力，并初步掌握人体在水中的平衡能力，排除对水的恐惧心理

抱膝漂浮练习

两脚站立水底，深吸气后，下蹲低头抱膝，两膝尽量靠近胸部，前脚掌蹬离水底，成低头抱膝团身姿势。身体要尽量放松，自然的漂浮于水中。

站立时，两臂前伸，向下压水并抬头，同时两腿伸直，以脚触水底站立，两臂自然放于体侧。

CANOpen学习指南

CANOpen学习指南

CANOpen学习指南

对于初学者，相对于其他总线的资料来说，在国内CANOpen的资料并不多。而且并不是所有资料都适合初学者看的。这里给出一些建议，对CANOpen感兴趣的，可以参考一下学习的顺序。

前提：需要对CAN总线有所了解，可以看CAN2.0总线的资料。

当然，对计算机系统、单片机以及编程也需要有一定的基础。

第一步：CANOpen Standard 301，这个是一切的基础，最然并不一定马上就要对所有的细节了如指掌，但至少对CANOpen总线以及各种传输控制方式以及其作用需要有一定的了解(比如：NMT、SDO、PDO、HeartBeat等等)。这里不推荐看ZLG的文档，ZLG的文档只是从301文档中，抽出的一些章节中的内容，我相信如果直接看ZLG的文档的话，大部分人是看不懂的。

第二步：最后有一个可以玩的硬件(最好是已经移植好CANOpen协议栈的)，否则所有的协议只是资料中的数据格式以及操作方式而已。这样就需要有一个开发板和CAN逻辑分析仪工具。还好我在3年前就已经自己做过一块低成本的CAN的开发板(基于AT90CAN32)，并且在这个开发板上实现了基于串口的CAN适配器(可以用于发送各种CAN数据)，同时，也在这块板上实现了CANOpen。目前taobao上也有很多种类的CAN开发板和适配器。

在这个硬件上，测试各种CANOpen报文，包括NMT、SDO、PDO，可以远程设置HeartBeat频率，看看收到的HeartBeat报文等。这步完成后，对于CANOpen就有了一定的认识了。对于各种报文，这里要推荐一下ZLG的文档，最后部分对CANOpen的各种报文的格式做了一个总结，查看起来非常方便。

第三步：找个CANOpen的协议栈源码看看，从代码层次来理解CANOpen的各种操作的步骤以及实现方式。当然，目前协议栈也有不少了，有些是免费的，有些是收费的(估计价格还都不便宜)。

CANopen使用手册_V1.01_.

CANopen使用手册_V1.01_.

ProNet 伺服驱动器

ESTUN

CANopen 使用手册

修订记录 日期 修订版本 描述 作者

初稿完成 移振华

增加第8章 移振华

1、 第3,3,1章“PDO 参数”，修正PDO 默认

表格中的COB-ID 和default 值； 易健

2、增加第9章“通讯例程”

—— 目 录 ——

1、概述................................................................................................................................................5

1.1 CAN 主要相关文档..................................................................................................................5

1.2 本手册使用的术语和缩语........................................................................................................5

1.3 CAN OPEN 概述...........................................................................................................................6

2、接线和连接....................................................................................................................................7

CAN CANopen学习笔记

CAN CANopen学习笔记

PART1——CAN

1 CAN基础知识

CAN总线是一种通用的串行通信协议，包含OSI网络模型中的物理层和数据链路层，全

部通过硬件来实现。

CAN总线不分主从，每个节点只要需要，都可作为主站，向网络上其他节点发送信息。

物理层主要是通过CAN收发器来实现。

1.1 CAN收发器

CAN收发器安装在CAN控制器内部，负责逻辑信号和电信号的转换，也即信息的收发。

将逻辑信号转为电信号，并将其送入传输线；或者，将传输线的电信号转为逻辑信号。

传输线跟电线一样，分一高一低，即CANH和CANL。

TIPS：电信号，指随着时间而变化的电压或电流

CAN收发器如图1.1所示。由一个电路进行控制，也意味着控制单元的某个时间段只能

进行一个操作，收或者发。

图1.1 收发器原理图

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开关闭合输出低电平，用逻辑“0”来表示，即显性电平；

开关断开输出高电平，用逻辑“1”来表示，即隐性电平。

当总线上连接有多个节点时，只要其中1个节点输出低电平，则总线激活，总线电平为低

电平；总线上所有节点都输出高电平时，总线电平才为高电平，此时总线未激活。原理如图1.2

所示。

图1.2 多节点收发器原理图

1.2 CAN总线终端电阻

CAN网络中，网络的源端（起始节点）和末端需各安装一个终端电阻。注：上图所示电阻

并非终端电阻。有两种接法，一般采用左图接法，如图1.3所示，左边高速，右边低速。

主要作用是:

 提高总线抗干扰能力

 提高信号质量。

通过终端电阻来消除在通信电缆中的信号反射，在通信过程中，有两种原因导致信号反射：

阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，

信号在这个地方就会引起反射。数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配，这种原因引起的反

射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱，为了提高网络节点的拓扑能力，

CAN总线两端需要接有120Ω的抑制反射的终端电阻。

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