CAN總線應(yīng)用層協(xié)議

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1、CAN總線應(yīng)用層協(xié)議CAN總線基本協(xié)議的應(yīng)用CANopenDeviceNetSAEJ1939CANopen協(xié)議概述CAN和CANopen標(biāo)準(zhǔn)在OSI網(wǎng)絡(luò)模型中的原理圖CAN總線基本協(xié)議的應(yīng)用CAN三層協(xié)議：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層應(yīng)用層：明確CAN消息幀的11位標(biāo)識(shí)符和8字節(jié)數(shù)據(jù)如何使用CAN協(xié)議只對(duì)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層作了描述和規(guī)定，而對(duì)于應(yīng)用層則沒有說明。如果每個(gè)都可以為自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議。不同廠商的設(shè)備之間不能互相操作CANopen概述應(yīng)用層協(xié)議內(nèi)容應(yīng)用層提供一組服務(wù)和協(xié)議通訊規(guī)范提供配置設(shè)備的方

2、法和通訊數(shù)據(jù)，定義了設(shè)備之間的數(shù)據(jù)如何通訊。設(shè)備規(guī)范為設(shè)備增加了設(shè)備相關(guān)的類行為CAL(CANApplicationLayer)CAL（CANApplicationLayer）協(xié)議是目前基于CAN的高層通訊協(xié)議中的一種，提供了4種應(yīng)用層服務(wù)功能CMS(CAN-basedMessageSpecification)CMS提供基于變量、事件、域類型的對(duì)象，以設(shè)計(jì)和規(guī)定一個(gè)設(shè)備（節(jié)點(diǎn)）的功能如何被訪問（例如，如何上載下載超過8字節(jié)的一組數(shù)據(jù)（域），并且有終止傳輸?shù)墓δ埽?。CAL(CANApplicationLayer)N

3、MT(NetworkManagemenT)提供網(wǎng)絡(luò)管理（如初始化、啟動(dòng)和停止節(jié)點(diǎn)，偵測(cè)失效節(jié)點(diǎn)）服務(wù)。這種服務(wù)是采用主從通訊模式（所以只有一個(gè)NMT主節(jié)點(diǎn)）來實(shí)現(xiàn)的。CAL(CANApplicationLayer)DBT(DistriBuTor)提供動(dòng)態(tài)分配CANID（正式名稱為COB-ID，CommunicationObjectIdentifier）服務(wù)。這種服務(wù)是采用主從通訊模式（所以只有一個(gè)DBT主節(jié)點(diǎn)）來實(shí)現(xiàn)的。CAL(CANApplicationLayer)LMT(LayerManagemenT)LMT

4、提供修改層參數(shù)的服務(wù)：一個(gè)節(jié)點(diǎn)（LMTMaster）可以設(shè)置另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)（LMTSlave）的某層參數(shù)（如改變一個(gè)節(jié)點(diǎn)的NMT地址，或改變CAN接口的位定時(shí)和波特率）。CAL(CANApplicationLayer)CMS為它的消息定義了8個(gè)優(yōu)先級(jí)，每個(gè)優(yōu)先級(jí)擁有220個(gè)COB-ID，范圍從1到1760。剩余的標(biāo)志（0，1761-2031）保留給NMT，DBT和LMT。COB-ID越低優(yōu)先級(jí)越高。CANopen協(xié)議介紹通信接口和協(xié)議軟件用于提供在總線上收發(fā)通信對(duì)象的服務(wù)，不同CANopen設(shè)備間的通信是通過交換通

5、信對(duì)象來完成的。對(duì)象字典描述了設(shè)備使用的所有數(shù)據(jù)類型、通信對(duì)象和應(yīng)用對(duì)象，對(duì)象字典位于通信程序和應(yīng)用程序之間，用于向應(yīng)用程序提供接口，應(yīng)用程序?qū)?duì)象字典進(jìn)行操作，即可實(shí)現(xiàn)CANopen通信。它包括功能部分和通信部分，通信部分通過對(duì)對(duì)象字典進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)CANopen通信，而功能部分則根據(jù)應(yīng)用要求來實(shí)現(xiàn)。CANopen協(xié)議介紹CAL提供了所有的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)和報(bào)文傳送協(xié)議，但并沒有定義CMS對(duì)象的內(nèi)容或者正在通訊的對(duì)象的類型。而這正是CANopen切入點(diǎn)。CANopen是在CAL基礎(chǔ)上開發(fā)的，使用了CAL通訊和服務(wù)協(xié)議

6、子集，提供了分布式控制系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方案。CANopen的核心概念是設(shè)備對(duì)象字典（OD：ObjectDictionary），對(duì)象字典不是CAL的一部分，而是在CANopen中實(shí)現(xiàn)的。對(duì)象字典(OD)對(duì)象字典（OD：ObjectDictionary）是一個(gè)有序的對(duì)象組；每個(gè)對(duì)象采用一個(gè)16位的索引值來尋址，為了允許訪問數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的單個(gè)元素，同時(shí)定義了一個(gè)8位的子索引，CANopen網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)象字典。對(duì)象字典包含了描述這個(gè)設(shè)備和它的網(wǎng)絡(luò)行為的所有參數(shù)。對(duì)象字典(OD)對(duì)象字典(OD)OD通過通信對(duì)象描述

7、了設(shè)備的所有功能，介于應(yīng)用程序和通信接口直接在CANopen網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有唯一的一個(gè)對(duì)象字典，而且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典都具有相同的結(jié)構(gòu)，但具體的內(nèi)容要根據(jù)不同的設(shè)備而定，通信模型包括CANopen網(wǎng)絡(luò)上的消息幀，以及其內(nèi)容和功能。管理消息服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象過程服務(wù)對(duì)象特殊功能對(duì)象管理消息層管理，網(wǎng)絡(luò)管理和ID分配服務(wù)：如初始化，配置和網(wǎng)絡(luò)管理（包括：節(jié)點(diǎn)保護(hù)）。Boot-up消息、Heartbeat消息、NMT消息服務(wù)和協(xié)議符合CAL中的LMT，NMT和DBT服務(wù)部分。這些服務(wù)都是基于主從通訊模式：在CAN網(wǎng)絡(luò)中

8、，只能有一個(gè)LMT，NMT或DBT主節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)。Boot-up消息1：Start_Remote_node(0x01)2：Stop_Remote_Node(0x02)3：Enter_Pre-Operational_State(0x80)4：Reset_Node(0x81)5：Reset_Communication(0x82)6：設(shè)備初始化結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入Pre_