工业远程I/O模块 CANopen 通讯

news2024/9/28 11:25:30

1.对象字典OD

对象字典是每个CANopen设备必须具有的功能，它包含了设备所有可以被访问的参数，客户端使用索引(Index)和子索引(Sub-index)来读写对象字典里的参数。

对象字典主要用来设定设备组态及进行非即时的通讯。每个对象采用16位索引的方式来寻址，为了寻访数据结构中的单个元素，又定义了8位的子索引。同时对象字典也对数据类型做出了定义。

索引（ｈｅｘ）	对　象
００００	保留
０００１-００１Ｆ	基本数据类型
００２０-００３Ｆ	复杂数据类型
００４０-００５Ｆ	制造商规定的数据类型
００６０-００７Ｆ	设备子协议的基本数据类型
００８０-００９Ｆ	设备子协议的复杂数据类型
００Ａ０-０ＦＦＦ	保留
１０００-１ＦＦＦ	通信子协议区域
２０００-５ＦＦＦ	制造商特定子协议区域
６０００-９ＦＦＦ	标准设备子协议区域
Ａ０００-ＢＦＦＦ	标准接口子协议区域
Ｃ０００-ＦＦＦＦ	保留

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。一个节点的对象字典是在电子数据文档（EDS：Electronic Data Sheet）中描述或者记录在纸上。节点本身只需要能够提供对象字典中必需的对象，以及其它可选择的、构成节点部分可配置功能的对象。

2.CANopen通讯

CANopen 的物理层 CANbus 每次传送的数据量不大，其中包括 11 位元的 ID、远端传输请求（RTR）位元及大小不超过8字节的数据。CANopen 将 CANbus 的 11 位元 ID 称为通讯对象 ID (COB-ID)。当传输数据发生冲突时，CANbus 的仲裁机制会使 COB-ID 最小的讯息继续传送，不用等待或重传。不同通讯对象对8字节数据的使用及各字节代表的意义不同。

不同通讯对象对8字节数据的使用及各字节代表的意义不同，以下是一个标准的 CANopen页框：

	功能码	节点ID	RTR	数据长度	数据
长度	4位元	7位元	1位元	4位元	0-8位字节

CANopen通讯模型主要定义3种通讯协议，分别为NMT协定，服务数据对象SDO协定，过程数据对象PDO协定。

NMT协定

网络管理讯息NM遵循了主站/从站的架构进行NMT通讯。在这架构之下只有一个主站，而此主站可以搭配多个从站。所有的CANopen节点都有自己专属的NMT状态，而主站可以藉由NMT的讯息去控制从站的状态。

NMT通讯数据主要用于对CANopen网络的管理，NMT在数据字节中只使用了两字节，如图：

	功能码	节点ID	RTR	数据长度	标识符	字节0	字节1
长度	4位元	7位元	1位元	4位元	0x000	命令字	从节点ID

服务数据对象SDO

服务数据对象SDO用来读写CANopen设备的对象字典。提供对象字典的节点称为SDO server，存取对象字典的节点称为SDO client。SDO 通讯一定由SDO client 开始，并提供初始化相关的参数。

在CANopen的术语中，上传是指由 SDO server 中读取数据，而下载是指设定 SDO server 的数据。

SDO通讯数据主要用于非时间关键数据,比如通讯参数。SDO在数据字节的使用：

	功能码	节点ID	RTR	数据长度	字节0	字节1	字节2	字节3-7
长度	4位元	7位元	1位元	4位元	SDO命令	索引	子索引	数据

过程数据对象PDO

PDO用于传输实时数据，从一个生产者到一个或多个消费者。可用来在许多节点之间交换即时的数据。

PDO分为两种：传送用的TPDO及接收用的RPDO。一个节点的TPDO是将资料由此节点传输到其他节点，而RPDO则是接收由其他节点传输的资料。本产品一个节点分别有4个TPDO及4个RPDO。

每个 PDO 在对象字典中由两个对象描述：通信参数和映射参数。PDO 通信参数指明使用哪个 COB-ID，传输类型，禁用时间和定时时间；PDO 映射参数用于设定 PDO报文中的数据的映射关系，确定要传输的数据在 CAN 报文数据域中的定位。该参数允许 PDO 的生产者和消费者知道正在传输什么信息，而不需要在 CAN 报文中增加额外的协议控制信息，使传输的效率达到最高。一个 PDO 最多可以映射 64 个对象。