基于DSP的CANopen通訊協(xié)議的解析

1 引言
　　CANopen是一個開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用層協(xié)議，在各種控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。依靠CANopen協(xié)議的支持，可以對不同CAN廠商的設(shè)備通過總線進行實時通訊。
　　本文針對自主研發(fā)的全數(shù)字電機伺服驅(qū)動系統(tǒng)，使用CANopen通訊協(xié)議實現(xiàn)了CAN總線數(shù)字信號處理器（DSP）系統(tǒng)與上位機CAN卡之間的通訊，并通過測試實驗驗證了信息傳遞的可靠性，保證了全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化伺服驅(qū)動系統(tǒng)中對電機控制的快速性、準(zhǔn)確性和實時性。
　　2 通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的基本原理
　　2.1 LF240x系列DSP的CAN控制器模塊
　　LF240x系列DSP的CAN控制器模塊，是一個完全的CAN控制器。具有以下特性［6］：
　?。?）完全支持CAN2.0B協(xié)議；
　?。?）對象有6個郵箱，用于接收和發(fā)送信息，其數(shù)據(jù)長度為0～8個字節(jié)；
　?。?）可編程的中斷配置，位定時器及CAN總線喚醒功能；
　?。?）當(dāng)發(fā)送出現(xiàn)錯誤或仲裁丟失數(shù)據(jù)時，CAN控制器有自動重發(fā)功能；
　?。?）總線錯誤自診斷功能；
　?。?）支持自測試模式。
　　2.2 CANopen協(xié)議
　　CANopen協(xié)議以CAN芯片為硬件基礎(chǔ)，有效利用CAN芯片所提供的簡單通信功能區(qū)實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜應(yīng)用層協(xié)議要求。應(yīng)用中應(yīng)該注意以下幾個方面的內(nèi)容：
　　2.2.1 對象字典OD（Object Dictionary）
　　OD是CANopen協(xié)議的核心概念［1］，它是一個有序的對象組，每個對象用一個16位的索引值和一個8位的子索引尋址。CANopen網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都有一個OD，包含了描述這個設(shè)備和它的網(wǎng)絡(luò)行為的所有參數(shù)。
　　2.2.2 CANopen 標(biāo)識符
　　CANopen定義了強制性的缺省標(biāo)識符（COB-ID）分配表。它是基于11位的CAN-ID，包括4位功能段（Function Code）和7位地址段（Node-ID），如圖1所示。文獻(xiàn)［1］中給出了CANopen預(yù)定義主/從連接集CAN標(biāo)識符分配情況。
　　
　　2.2.3 CANopen通訊機制
　　CANopen通訊模型定義了四種報文（通訊對象）［1］：
　　1） 管理報文NMT（Network Management）
　　用于網(wǎng)絡(luò)中主節(jié)點對從節(jié)點監(jiān)控和管理。此消息不需要應(yīng)答。NMT消息格式如表1所示。