CANOpen系列教程15_NMT網絡網絡與相關源碼說明

1寫在前面

該系列教程13、14講述了移植相關內容，以及提供給大家可直接編譯、下載運行的源碼工程，想必你已經掌握了一些基礎的知識了。

在《CANOpen系列教程08_CANOpen通信接口引導學習》中，引導大家參看《CANopen輕松入門》通信接口的相關知識。而沒有在文中具體描述關于CANOpen通信接口的知識。

原因在于通信接口的內容太多，單純的去看這些內容，容易讓人產生更多困惑。

對于程序員來說，結合源代碼來理解相關理論知識更加容易。所以，我將其留在了這后面來講述。

下面結合移植好的源代碼，講述CANOpen網絡管理（NMT：Network management）的相關知識。

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關于網絡管理NMT

在CANOpen網絡中，分主站和從站，而通常由主站來管理整個網絡。比如：復位、停止等。

《CANopen輕松入門》中軍隊的例子說的很好：一個軍隊，如果沒有指揮員來管理，下面士兵豈不亂套了。

例子中指揮員就是CANOpen中的網絡管理主站，士兵就是從站。

重要的一點：每個 CANopen 從節(jié)點的 CANopen 協(xié)議棧中，必須具備 NMT 管理的相應代碼。也就是說從站是被接收管理。

當然，我們使用的Canfestival這套免費框架，大家不必擔心，肯定是具有相關代碼，我們需要明白怎么使用這套源碼即可。

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NMT網絡管理節(jié)點狀態(tài)

3.1 6種節(jié)點狀態(tài)

NMT網絡管理主要包含以下6種狀態(tài)：

1.初始化（Initializing）：節(jié)點上電后對功能部件包括 CAN 控制器進行初始化；

2.應用層復位（Application Reset）：節(jié)點中的應用程序復位（開始），比如開關量輸出、模擬量輸出的初始值；

3.通訊復位（Communication reset）：節(jié)點中的CANopen通訊復位（開始），從這個時刻起，此節(jié)點就可以進行CANopen通訊了；

4.預操作狀態(tài)（Pre-operational）：節(jié)點的CANopen通訊處于操作就緒狀態(tài)，此時此節(jié)點不能進行PDO通信，而可以進行SDO進行參數配置和NMT網絡管理的操作；

5.操作狀態(tài)（operational）：節(jié)點收到NMT主機發(fā)來的啟動命令后， CANopen通訊被激活， PDO通信啟動后， 按照對象字典里面規(guī)定的規(guī)則進行傳輸，同樣SDO也可以對節(jié)點進行數據傳輸和參數修改；

6.停止狀態(tài)（Stopped）：節(jié)點收到NMT主機發(fā)來的停止命令后，節(jié)點的PDO通信被停止，但SDO和NMT網絡管理依然可以對節(jié)點進行操作；

NMT網絡管理6種狀態(tài)如上圖所示，其中1 --- 15各處代表含義：

(1)：Power on上電初始化

(2)：Automatic switch to Pre-operational自動切換預操作狀態(tài)

(3) 、(6)：NMT switch to Operational網絡管理切換到操作狀態(tài)

(4)、(7)：NMT switch to Pre-operational網絡管理切換到預操作狀態(tài)

(5)、(8)：NMT switch to Stopped網絡管理切換到停止狀態(tài)

(9)、(10)、(11)：NMT switch to Application reset網絡管理切換到應用層復位狀態(tài)

(12)、(13)、(14)：NMT switch to Communication reset網絡管理切換到通訊復位狀態(tài)

(15)：Power-off or hardware reset掉電或硬件復位

3.2 源碼說明

通過上面描述，需要知道兩點重要內容：主站進行網絡管理，網絡各個節(jié)點有多種狀態(tài)。當然，一個時刻只能一種狀態(tài)。

在Canfestival框架源碼中，主站可通過masterSendNMTstateChange這個函數接口來管理網絡節(jié)點的狀態(tài)?？梢岳斫鉃椋褐髡究刂?，或切換從站節(jié)點的狀態(tài)。

這里需要理解masterSendNMTstateChange這個函數接口的用法，也就是說接口含義，以及參數。

比如：主站上電之后，讓網絡中節(jié)點0x01復位：

這里我們結合《CANOpen系列教程13》提供的代碼基礎上，添加一行管理節(jié)點0x01的代碼：

masterSendNMTstateChange(&TestMaster_Data, 0x01, NMT_Reset_Node);

第1個參數TestMaster_Data：主站對象字典

第2個參數0x01：節(jié)點（從站）ID

第3個參數NMT_Reset_Node：復位節(jié)點

第1,2個參數很好理解，第3個參數是通過宏定義在def.h中，總共5種狀態(tài)，如下圖：

寫到這里，相信大家對網絡管理節(jié)點有一定認識了，初學者可以多結合代碼理解。

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NMT網絡管理節(jié)點上線報文

該教程上一篇文章末尾講述運行效果時，提供了一張運行時CAN總線數據的截圖：

任何一個 CANopen 從站上線后，為了提示主站它已經加入網絡（便于熱插拔），或者避免與其他從站 Node-ID 沖突。這個從站必須發(fā)出節(jié)點上線報文（boot-up）。

節(jié)點上線報文的 ID 為：700h + Node-ID， 數據規(guī)定為0。 生產者（Producer）為 CANopen 從站。如下圖：

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NMT網絡管理心跳報文

為了監(jiān)控 CANopen 節(jié)點是否在線與目前的節(jié)點狀態(tài)。 CANopen 應用中通常都要求在線上電的從站定時發(fā)送狀態(tài)報文（心跳報文），以便于主站確認從站是否故障、是否脫離網絡。

格式：

CAN-ID：700h + Node-ID

數據：一字節(jié)狀態(tài)

在《CANOpen系列教程13》提供例程中，就是包含一個心跳報文。心跳報文比較簡單，請結合上圖理解。

注意：

1.CANopen從站按其對象字典中 1017h 中填寫的心跳生產時間（ms）進行心跳報文的發(fā)送。

2.CANopen主站則會按其1016h 中填寫的心跳消費時間進行檢查，假設超過諾干次心跳消費時間沒有收到從站的心跳報文，則認為從站已經離線或者損壞。

還有一些網絡管理相關內容，大家可以結合這種思路去理解，建議參看：

1.CiA 301 V4.2.0網絡管理章節(jié)

2.周立功的CANOpen輕松入門