基于can總線的canopen協(xié)議講座4

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基于CAN總線的CANopen協(xié)議講座（四）CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用ApplicationNoteAN01010101V1.00Date:2009/11/14產(chǎn)品應(yīng)用筆記類別內(nèi)容關(guān)鍵詞CANopenCAN總線CAN-bus現(xiàn)場(chǎng)總線總線協(xié)議CANopen協(xié)議以其成熟的結(jié)構(gòu)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)越來越摘要多的應(yīng)用到各種工業(yè)活動(dòng)中，也成為各種行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成為未來現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展的一種趨勢(shì)。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用修訂歷史版本日期原因V1.002009/11/14創(chuàng)建文檔產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.i 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用銷售與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（一）廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司地址：廣州市天河北路689號(hào)光大銀行大廈12樓F4郵編：510630電話：(020)3873091638730917387309723873097638730977傳真：(020)38730925網(wǎng)址：www.zlgmcu.com廣州專賣店南京周立功地址：廣州市天河區(qū)新賽格電子城203-204室地址：南京市珠江路280號(hào)珠江大廈2006室電話：(020)8757863487569917電話：(025)836132218361327183603500傳真：(020)87578842傳真：(025)83613271北京周立功重慶周立功地址：北京市海淀區(qū)知春路113號(hào)銀網(wǎng)中心A座地址：重慶市石橋鋪科園一路二號(hào)大西洋國(guó)際大廈1207-1208室（中發(fā)電子市場(chǎng)斜對(duì)面）（賽格電子市場(chǎng)）1611室電話：(010)625361786253617982628073電話：(023)6879643868796439傳真：(010)82614433傳真：(023)68796439杭州周立功成都周立功地址：杭州市天目山路217號(hào)江南電子大廈502室地址：成都市一環(huán)路南二段1號(hào)數(shù)碼同人港401室電話：(0571)281396112813961228139613（磨子橋立交西北角）281396152813961628139618電話：(028)8543983685437446傳真：(0571)28139621傳真：(028)85437896深圳周立功武漢周立功地址：深圳市深南中路2070號(hào)電子科技大廈C座4地址：武漢市洪山區(qū)廣埠屯珞瑜路158號(hào)12128室樓D室（華中電腦數(shù)碼市場(chǎng)）電話：(0755)83781788（5線）電話：(027)871684978716829787168397傳真：(0755)83793285傳真：(027)87163755上海周立功西安辦事處地址：上海市北京東路668號(hào)科技京城東座7E室地址：西安市長(zhǎng)安北路54號(hào)太平洋大廈1201室電話：(021)530834525308345353083496電話：(029)878812968306300087881295傳真：(021)53083491傳真：(029)87880865產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.ii 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用銷售與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（二）廣州致遠(yuǎn)電子有限公司地址：廣州市天河區(qū)車陂路黃洲工業(yè)區(qū)3棟2樓郵編：510660傳真：(020)38601859網(wǎng)址：www.embedtools.com（嵌入式系統(tǒng)事業(yè)部）www.embedcontrol.com（工控網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部）www.ecardsys.com（樓宇自動(dòng)化事業(yè)部）技術(shù)支持：CAN-bus：iCAN及數(shù)據(jù)采集：電話：(020)226443812264438222644253電話：(020)2887234422644373郵箱：can.support@embedcontrol.com郵箱：ican@embedcontrol.comMiniARM：以太網(wǎng)：電話：(020)2887268428267813電話：(020)2264438022644385郵箱：miniarm.support@embedtools.com郵箱：ethernet.support@embedcontrol.com無線通訊：串行通訊：電話：(020)22644386電話：(020)2826780022644385郵箱：wireless@embedcontrol.com郵箱：serial@embedcontrol.com編程器：分析儀器：電話：(020)22644371電話：(020)226443752887262428872345郵箱：programmer@embedtools.com郵箱：tools@embedtools.comARM嵌入式系統(tǒng)：樓宇自動(dòng)化：電話：(020)28872347288723772264438322644384電話：(020)226443762264438928267806郵箱：arm.support@zlgmcu.com郵箱：mjs.support@ecardsys.commifare.support@zlgmcu.com銷售：電話：(020)22644249226443992264437222644261288725242887234228872349288725692887257338601786維修：電話：(020)22644245產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.iii 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用目錄1.引言...........................................................................................................................12.CANopen從站簡(jiǎn)介...................................................................................................13.設(shè)計(jì)CANopen從站..................................................................................................24.CANopen從站通信及組網(wǎng).......................................................................................25.CANopen從站測(cè)試...................................................................................................36.CANopen從站應(yīng)用...................................................................................................47.結(jié)語...........................................................................................................................48.參數(shù)資料...................................................................................................................4產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.i 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用1.引言在上期文章中我們介紹了CANopen主站設(shè)備及其應(yīng)用，本期文章中我們將介紹CANopen從設(shè)備及其應(yīng)用。由于可靠性、實(shí)時(shí)性、低成本、抗干擾性、兼容能力等多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，CAN-bus與其高層協(xié)議CANopen已成為了車輛數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，并普遍應(yīng)用于所有的可移動(dòng)設(shè)施，例如船舶艦艇、客車火車、升降電梯、重載車輛、工程機(jī)械、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、分布式控制網(wǎng)絡(luò)等。幾乎所有的通用I/O模塊、驅(qū)動(dòng)器、智能傳感器、PLC、MMI設(shè)備的生產(chǎn)廠商都提供有支持CAN-bus與CANopen標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。只要符合CANopen協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及其設(shè)備協(xié)議子集標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，就可以在功能和接口上保證各廠商設(shè)備的互用性和可交換性。2.CANopen從站簡(jiǎn)介EPC-296xC系列MiniISA工控主板是廣州致遠(yuǎn)電子有限公司開發(fā)的基于32位ARM處理器的可擴(kuò)展的嵌入式工控主板，如圖1所示。該工控主板集成CANopen從站協(xié)議棧，同時(shí)兼容AnyWhere軟件開發(fā)平臺(tái)，從而使產(chǎn)品的開發(fā)和CANopen網(wǎng)絡(luò)的組建更加快速簡(jiǎn)單。產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸遵循PC/104相關(guān)規(guī)范，并提供MiniISA總線擴(kuò)展接口，從而使產(chǎn)品的可擴(kuò)展性大大增強(qiáng)，通過掛接廣州致遠(yuǎn)電子有限公司生產(chǎn)的MiniISA系列板卡，如智能型MiniISA數(shù)據(jù)板卡、智能型MiniISA運(yùn)動(dòng)控制板卡、MiniISA人機(jī)界面板卡、智能型MiniISA無線通訊板卡等，可立即讓您的系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的通訊、數(shù)據(jù)采集及控制功能。在軟件方面EPC-296xC系列MiniISA工控主板預(yù)裝正版μC/OS-II操作系統(tǒng)和AnyWhere軟件開發(fā)平臺(tái)，并內(nèi)置TCP/IP、CANopen、Modbus、USB2.0Host等協(xié)議棧以及FAT32（兼容FAT16）文件管理系統(tǒng)，同時(shí)EPC-296xC系列MiniISA工控主板支持遠(yuǎn)程在線固件升級(jí)功能，從而使產(chǎn)品的可維護(hù)性大大增強(qiáng)。圖1EPC-296xC系列MiniISA工控主板EPC-296xC系列MiniISA工控主板具有資源豐富、內(nèi)存容量大、接口齊全、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)，可在-40℃~+85℃寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，滿足工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的各種應(yīng)用要求。該系列工控主板可供選擇的型號(hào)如表1所示。表1EPC-296xC系列MiniISA工控主板選型表產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.1 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用產(chǎn)品型號(hào)NORFlash電子盤SDRAMDI/DOCF卡USBHost以太網(wǎng)CAN-busRS-485RS-232EPC-2960C2MB256MB8MB8/8路支持支持10/100M2路--4路EPC-2961C2MB256MB8MB8/8路支持支持10/100M1路--4路EPC-2963C2MB256MB8MB8/8路支持支持10/100M1路1路3路3.設(shè)計(jì)CANopen從站EPC-296xC系列MiniISA工控主板兼容AnyWhere軟件開發(fā)平臺(tái)，從而使產(chǎn)品的開發(fā)變得非常的快速和簡(jiǎn)單，AnyWhere開發(fā)平臺(tái)是由面向API的編程模式和面向端口的編程模式繼承發(fā)展而來的，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，避免了各自的缺點(diǎn)，同時(shí)極大地增強(qiáng)了組網(wǎng)能力。它的提出是嵌入式系統(tǒng)編程模式的一次跨時(shí)代的飛躍，用戶不僅擺脫了底層寄存器的操作，還擺脫了具體通訊協(xié)議的復(fù)雜編程，只需簡(jiǎn)單調(diào)用幾個(gè)固定的讀寫端口操作函數(shù)即可完成本地或遠(yuǎn)程設(shè)備的操作。編程之簡(jiǎn)單，功能之強(qiáng)大是其它平臺(tái)所無法比擬的。采用了AnyWhere開發(fā)平臺(tái)后，客戶只需集中精力去編寫產(chǎn)品特定的功能軟件，無需理會(huì)底層的任何操作，從而快速地實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品的上市，并且其所編寫的軟件可輕松地移植到其他任何AnyWhere開發(fā)平臺(tái)中。EPC-296xC系列MiniISA工控主板在兼容AnyWhere軟件開發(fā)平臺(tái)的同時(shí)內(nèi)置了CANopen從站協(xié)議棧，提供了網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)（NMT）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送(TPDO)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收(RPDO)、服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象（SDO/服務(wù)器）、同步報(bào)文（SYNC）、緊急事件(EMCY)等的支持，同時(shí)還可以支持I/O子協(xié)議DS401、運(yùn)動(dòng)控制子協(xié)議DS402、數(shù)字傳感器子協(xié)議DS406等其它子協(xié)議描述文本。其強(qiáng)大的通訊、控制及可擴(kuò)展功能為用戶靈活快速設(shè)計(jì)CANopen從站，構(gòu)建符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線分布式網(wǎng)絡(luò)提供了更多更好的選擇。4.CANopen從站通信及組網(wǎng)CANopen從站是基于CAN總線協(xié)議，因此其繼承了CAN總線的絕大部分的優(yōu)點(diǎn)。其典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為總線型結(jié)構(gòu)，CANopen網(wǎng)絡(luò)中需要CANopen主站設(shè)備來管理所有的CANopen從站設(shè)備，特殊情況下可以不需要主站設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)從站之間的通信。在絕大部分的CANopen網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中都需要有一個(gè)CANopen主站設(shè)備，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有CANopen從站設(shè)備進(jìn)行管理，其典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖2CANopen網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CANopen主站設(shè)備在整個(gè)CANopen網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的NMT管理，以及緊急報(bào)文的處理。主站通過加載從站的EDS（ElectronicDataSheet）文件，可以操作從站的的對(duì)象字典，以及與從站建立PDO通信。主站同樣也可以通過節(jié)點(diǎn)保護(hù)或心跳報(bào)文來監(jiān)控所有從站當(dāng)前所處的狀態(tài)，以及控制所有從站進(jìn)入不同的操作狀態(tài)。產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.2 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用5.CANopen從站測(cè)試CANopen從站設(shè)計(jì)完成包括了對(duì)其性能的測(cè)試，這里所指的測(cè)試是指對(duì)CANopen進(jìn)行一致性測(cè)試，一致性測(cè)試包括對(duì)對(duì)象字典以及CANopen從站設(shè)備的功能進(jìn)行測(cè)試。圖3測(cè)試EDS文件如圖3所示為對(duì)從站設(shè)備EDS文件的測(cè)試，只有通過測(cè)試的EDS文件才能保證在其它的主站設(shè)備上能夠正確的識(shí)別，保證各個(gè)廠商之間的EDS文件可以互相兼容。圖4測(cè)試從站如圖4所示為從站的功能測(cè)試，利用CiA提供的測(cè)試工具測(cè)試CANopen從站，可使各個(gè)廠商的CANopen設(shè)備兼容性得到保證。測(cè)試從站的功能需要添加該CANopen從站特定的EDS文件，從而利用該EDS文件提供的對(duì)象字典逐一來測(cè)試CANopen從站的功能以及對(duì)從站性能進(jìn)行分析，只有通過測(cè)試的設(shè)備才能得到CiA的認(rèn)證，才能保證與其它同類的CANopen設(shè)備的兼容性。產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.3 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司基于CAN總線的CANopen協(xié)議CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用6.CANopen從站應(yīng)用CANopen目前已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域，由于其在通信中的優(yōu)越性，CANopen協(xié)議也正向更多更廣的領(lǐng)域發(fā)展。如圖5所示，本應(yīng)用方案采用致遠(yuǎn)電子有限公司的EPC260xC工控主板，該工控主板提供CANopen從站協(xié)議棧固件，可以方便的設(shè)計(jì)出各種CANopen從站數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備。圖5CANopen從站應(yīng)用7.結(jié)語CAN總線作為新型成熟的現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)應(yīng)用到生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。其中基于CAN總線的CANopen協(xié)議，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，CANopen也必將成為現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展趨勢(shì)。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司提供各種接口的CANopen接口卡、CANopen終端設(shè)備（包括數(shù)據(jù)采集，電機(jī)控制等）、CANopen分析儀、網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)橋、OPC服務(wù)器以及基于CANopen協(xié)議的整套組網(wǎng)方案及應(yīng)用開發(fā)。8.參數(shù)資料www.can-cia.comwww.embedcontrol.com產(chǎn)品應(yīng)用筆記?2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.4