基于DSP的CANopen通訊協(xié)議的解析

1 引言
　　CANopen是一個(gè)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(duì)不同CAN廠商的設(shè)備通過總線進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
　　本文針對(duì)自主研發(fā)的全數(shù)字電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使用CANopen通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)了CAN總線數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）系統(tǒng)與上位機(jī)CAN卡之間的通訊，并通過測(cè)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(dòng)系統(tǒng)中對(duì)電機(jī)控制的快速性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
　　2 通訊系統(tǒng)實(shí)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(gè)完全的CAN控制器。具有以下特性［6］：
　?。?）完全支持CAN2.0B協(xié)議；
　?。?）對(duì)象有6個(gè)郵箱，用于接收和發(fā)送信息，其數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0～8個(gè)字節(jié)；
　?。?）可編程的中斷配置，位定時(shí)器及CAN總線喚醒功能；
　　（4）當(dāng)發(fā)送出現(xiàn)錯(cuò)誤或仲裁丟失數(shù)據(jù)時(shí)，CAN控制器有自動(dòng)重發(fā)功能；
　?。?）總線錯(cuò)誤自診斷功能；
　?。?）支持自測(cè)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(jiǎn)單通信功能區(qū)實(shí)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(gè)方面的內(nèi)容：
　　2.2.1 對(duì)象字典OD（Object Dictionary）
　　OD是CANopen協(xié)議的核心概念［1］，它是一個(gè)有序的對(duì)象組，每個(gè)對(duì)象用一個(gè)16位的索引值和一個(gè)8位的子索引尋址。CANopen網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)OD，包含了描述這個(gè)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(shí)符
　　CANopen定義了強(qiáng)制性的缺省標(biāo)識(shí)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(shí)符分配情況。
　　
　　2.2.3 CANopen通訊機(jī)制
　　CANopen通訊模型定義了四種報(bào)文（通訊對(duì)象）［1］：
　　1） 管理報(bào)文NMT（Network Management）
　　用于網(wǎng)絡(luò)中主節(jié)點(diǎn)對(duì)從節(jié)點(diǎn)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。