虹科干貨 | 最簡(jiǎn)單實(shí)用的CANopen介紹，看完你就明白了（2）

在上一篇文章中，我們介紹了CANopen協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)和核心概念，而在本篇文章中，我們將繼續(xù)講解CANopen通信基礎(chǔ)知識(shí)。本系列文章主要介紹CANopen協(xié)議的基礎(chǔ)內(nèi)容，包括對(duì)象字典、服務(wù)、SDO、PDO和主/從站節(jié)點(diǎn)等。如需CANopen軟硬件解決方案或培訓(xùn)服務(wù)，可通過400-999-3848或support@hkaco.com聯(lián)系虹科工業(yè)控制團(tuán)隊(duì)！

前文回顧：虹科干貨 | 最簡(jiǎn)單實(shí)用的CANopen介紹，看完你就明白了（1）

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CANopen框架

CANopen frame

為了理解CANopen通信，有必要對(duì)CANopen的CAN報(bào)文進(jìn)行分解。如下圖，11位的CANID被稱為通信對(duì)象標(biāo)識(shí)符（COB-ID），它被分成兩部分。前4位相當(dāng)于功能代碼，接下來的7位包含節(jié)點(diǎn)ID。

為了理解COB-ID的工作原理，需要從簡(jiǎn)單的CANopen網(wǎng)絡(luò)中如何使用標(biāo)識(shí)符的預(yù)定義分配開始。

如上圖，COB-ID（381、581等）與通信服務(wù)（傳輸PDO3、傳輸SDO等）相關(guān)聯(lián)，因此，COB-ID詳細(xì)說明了哪個(gè)節(jié)點(diǎn)正在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，以及使用了什么服務(wù)。如下圖的例子，一個(gè)節(jié)點(diǎn)ID為5的CANopen設(shè)備將通過11位的CAN ID 585傳輸SDO，這對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制功能代碼1011，節(jié)點(diǎn)ID 5（在二進(jìn)制中為0000101）。

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CANopen通信協(xié)議/服務(wù)

CANopen communication protocols/services

接下來，我們將簡(jiǎn)要介紹CANopen的7種服務(wù)類型，以及它們?nèi)绾卫?個(gè)CAN幀數(shù)據(jù)字節(jié)。

1. 網(wǎng)絡(luò)管理（NMT）

NMT服務(wù)用于通過NMT命令（如：?jiǎn)?dòng)、停止、復(fù)位）來控制CANopen設(shè)備的狀態(tài)（如：預(yù)運(yùn)行、運(yùn)行、停止）。為了改變狀態(tài)，NMT主機(jī)發(fā)送一個(gè)帶有 CAN ID 0的2字節(jié)消息（即功能代碼0和節(jié)點(diǎn)ID 0）。所有從站節(jié)點(diǎn)都處理這個(gè)報(bào)文。第一個(gè)CAN數(shù)據(jù)字節(jié)包含請(qǐng)求的狀態(tài)，而第二個(gè)CAN數(shù)據(jù)字節(jié)包含目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID。節(jié)點(diǎn)ID 0表示廣播命令。

可能的命令包括轉(zhuǎn)換到運(yùn)行（狀態(tài)01）、停止（狀態(tài)02）、預(yù)運(yùn)行（狀態(tài)80）以及重置應(yīng)用程序（81）和重置通信（82）。

例如：將節(jié)點(diǎn)0x06設(shè)置為運(yùn)行模式：000 01 06

2. 同步（SYNC）

SYNC報(bào)文用于同步幾個(gè)CANopen設(shè)備的輸入和響應(yīng)--通常由應(yīng)用主站觸發(fā)。應(yīng)用主機(jī)將SYNC消息（COB-ID 080）發(fā)送到CANopen網(wǎng)絡(luò)（帶或不帶SYNC計(jì)數(shù)器）。多個(gè)從節(jié)點(diǎn)可以配置為對(duì)SYNC做出反應(yīng)，并通過傳輸同時(shí)捕獲的輸入數(shù)據(jù)或通過與參與同步操作的節(jié)點(diǎn)同時(shí)設(shè)置輸出來響應(yīng)。使用SYNC計(jì)數(shù)器可以配置幾組同步操作的設(shè)備。

3. 緊急情況（EMCY）

緊急服務(wù)用于設(shè)備出現(xiàn)致命錯(cuò)誤（如傳感器故障）時(shí)，允許它向網(wǎng)絡(luò)的其他部分指示這一點(diǎn)。受影響的節(jié)點(diǎn)以高優(yōu)先級(jí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送單個(gè)EMCY消息（例如，節(jié)點(diǎn)5的COB-ID 085）。數(shù)據(jù)字節(jié)包含有關(guān)錯(cuò)誤的信息，可以查找詳細(xì)信息。

4. 時(shí)間戳（TIME） [PDO]

通過這種通信服務(wù)，可以分配全球網(wǎng)絡(luò)時(shí)間。時(shí)間服務(wù)包含一個(gè)6字節(jié)的日期和時(shí)間信息。應(yīng)用主機(jī)發(fā)送 CAN ID 為100的TIME消息，其中最初的4個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)包含以毫秒為單位的午夜之后的時(shí)間，接下來的2個(gè)字節(jié)包含自1984年1月1日以來的天數(shù)。

5. 過程數(shù)據(jù)對(duì)象 [PDO]

PDO服務(wù)用于在設(shè)備之間傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，例如位置等測(cè)量數(shù)據(jù)或扭矩請(qǐng)求等命令數(shù)據(jù)。在這方面，它類似于J1939中的廣播數(shù)據(jù)參數(shù)。關(guān)于PDO服務(wù)，我們將在下一篇文章中進(jìn)行詳細(xì)介紹。

6. 服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象 [SDO]

SDO服務(wù)用于訪問/改變CANopen設(shè)備的對(duì)象字典中的值。例如，當(dāng)應(yīng)用主站需要改變CANopen設(shè)備的某些配置時(shí)，可以通過SDO服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。關(guān)于SDO服務(wù)，我們將在下一篇文章進(jìn)行詳細(xì)介紹。

7. 節(jié)點(diǎn)監(jiān)控（心跳） [SDO]

心跳服務(wù)有兩個(gè)目的：提供一個(gè)“活動(dòng)”的消息和確認(rèn)NMT命令。NMT從設(shè)備周期性地（例如每100毫秒）發(fā)送心跳消息（例如節(jié)點(diǎn)5的CANID為705），在第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)中包含節(jié)點(diǎn)的“狀態(tài)”。如果在特定時(shí)間限制內(nèi)沒有收到任何消息，心跳消息的“消費(fèi)者”（例如 NMT 主設(shè)備和可選的任何其他設(shè)備）就會(huì)做出反應(yīng)。

例如：節(jié)點(diǎn)5處于預(yù)運(yùn)行模式，周期性發(fā)送：705 7F

在下一篇文章中，我們將繼續(xù)講解CANopen通信的相關(guān)知識(shí)，包括對(duì)象字典、SDO、PDO等，歡迎關(guān)注本公眾號(hào)以便第一時(shí)間獲取更新的內(nèi)容。虹科在CAN、CANopen等領(lǐng)域深耕多年，有著深厚的技術(shù)實(shí)力，目前已面向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)推出了CANopen開發(fā)源代碼、CANopen數(shù)據(jù)記錄儀，和支持CANopen協(xié)議的網(wǎng)關(guān)、板卡、IO等產(chǎn)品。