虹科干貨 | 最簡單實用的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。本系列文章主要介紹CANopen協(xié)議的基礎(chǔ)內(nèi)容，包括對象字典、服務(wù)、SDO、PDO和主/從站節(jié)點等。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)控制團隊！

前文回顧：虹科干貨 | 最簡單實用的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CANopen的CAN報文進行分解。如下圖，11位的CANID被稱為通信對象標(biāo)識符（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ID。

為了理解COB-ID的工作原理，需要從簡單的CANopen網(wǎng)絡(luò)中如何使用標(biāo)識符的預(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)說明了哪個節(jié)點正在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，以及使用了什么服務(wù)。如下圖的例子，一個節(jié)點ID為5的CANopen設(shè)備將通過11位的CAN ID 585傳輸SDO，這對應(yīng)于二進制功能代碼1011，節(jié)點ID 5（在二進制中為0000101）。

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CANopen通信協(xié)議/服務(wù)

CANopen communication protocols/services

接下來，我們將簡要介紹CANopen的7種服務(wù)類型，以及它們?nèi)绾卫?個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：啟動、停止、復(fù)位）來控制CANopen設(shè)備的狀態(tài)（如：預(yù)運行、運行、停止）。為了改變狀態(tài)，NMT主機發(fā)送一個帶有 CAN ID 0的2字節(jié)消息（即功能代碼0和節(jié)點ID 0）。所有從站節(jié)點都處理這個報文。第一個CAN數(shù)據(jù)字節(jié)包含請求的狀態(tài)，而第二個CAN數(shù)據(jù)字節(jié)包含目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點ID。節(jié)點ID 0表示廣播命令。

可能的命令包括轉(zhuǎn)換到運行（狀態(tài)01）、停止（狀態(tài)02）、預(yù)運行（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0x06設(shè)置為運行模式：000 01 06

2. 同步（SYNC）

SYNC報文用于同步幾個CANopen設(shè)備的輸入和響應(yīng)--通常由應(yīng)用主站觸發(fā)。應(yīng)用主機將SYNC消息（COB-ID 080）發(fā)送到CANopen網(wǎng)絡(luò)（帶或不帶SYNC計數(shù)器）。多個從節(jié)點可以配置為對SYNC做出反應(yīng)，并通過傳輸同時捕獲的輸入數(shù)據(jù)或通過與參與同步操作的節(jié)點同時設(shè)置輸出來響應(yīng)。使用SYNC計數(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)致命錯誤（如傳感器故障）時，允許它向網(wǎng)絡(luò)的其他部分指示這一點。受影響的節(jié)點以高優(yōu)先級向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送單個EMCY消息（例如，節(jié)點5的COB-ID 085）。數(shù)據(jù)字節(jié)包含有關(guān)錯誤的信息，可以查找詳細(xì)信息。

4. 時間戳（TIME） [PDO]

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

5. 過程數(shù)據(jù)對象 [PDO]

PDO服務(wù)用于在設(shè)備之間傳輸實時數(shù)據(jù)，例如位置等測量數(shù)據(jù)或扭矩請求等命令數(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行詳細(xì)介紹。

6. 服務(wù)數(shù)據(jù)對象 [SDO]

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

7. 節(jié)點監(jiān)控（心跳） [SDO]

心跳服務(wù)有兩個目的：提供一個“活動”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5的CANID為705），在第一個數(shù)據(jù)字節(jié)中包含節(jié)點的“狀態(tài)”。如果在特定時間限制內(nèi)沒有收到任何消息，心跳消息的“消費者”（例如 NMT 主設(shè)備和可選的任何其他設(shè)備）就會做出反應(yīng)。

例如：節(jié)點5處于預(yù)運行模式，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，包括對象字典、SDO、PDO等，歡迎關(guān)注本公眾號以便第一時間獲取更新的內(nèi)容。虹科在CAN、CANopen等領(lǐng)域深耕多年，有著深厚的技術(shù)實力，目前已面向國內(nèi)市場推出了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。