现场总线CANopen学习总结笔记三—基本原理和通讯目标

首要包括知识点根本原理、通讯方针、方针字典、网络办理体系、CAN标识符分配、节点ID分配。

这篇笔记首要是先记载根本原理和通讯方针。

4.1根本原理

为了便于共同调查CANopen设备，咱们引进一种根本的设备模型，其包括：通讯单元、运用进程、方针字典。

通讯单元由CAN收发器、CAN控制器和CANopen协议栈组成，协议栈中包括通讯方针（PDO和SDO）和状况机。

方针字典是运用单元与通讯单元之间的接口，实际上是设备的一切参数列表。

CANopen协议中界说了3种不同类型的通讯联系：分别为主机-从机模型、客户端-服务端模型以及生产者-顾客模型。

主机-从机模型仅用于网络办理（NMT），每组主机-从机模型都需求一个CAN标识符。

客户端-服务器描绘的是两个设备之间的通讯联系。需求两个CAN标识符，只用于SDO通讯。

生产者-顾客模型描绘一个生产者和一个或多个顾客的一对多通讯联系，只需求一个CAN标识符。

4.2通讯方针

CANopen运用层详细描绘了各种不同类型的通讯方针（COB），分4种类型：

进程数据方针（PDO）

服务数据方针（SDO）

预界说方针

网络办理方针

进程数据方针（PDO）：

1.通讯参数

通讯参数用来描绘PDO特性。通讯参数依照界说好的地址保存在设备方针，用户能够经过服务数据方针对通讯参数进行拜访。

通讯参数记载有5个可用的子条目：COB标识符、传输类型、制止时刻、事情计数器和同步初始值。前两项为必选。

2.PDO的CAN标识符

COB标识符（COB-ID）坐落通讯参数的子索引01h上，COB标识符是一个32位值，0~10位是CAN规范帧标识符。只要在预操作状况下才干对PDO的COB标识符进行拜访。

3.PDO链路

假如运用生产者-顾客模型在不可编程的NMT从机之间直接进行数据交流，用户还有必要为这些从机装备恰当的CAN标识符，使生产者的CAN标识符和顾客的CAN标识符共同，这种办法叫做PDO链路。

4.PDO的通讯类型

PDO的通讯类型有事情驱动、长途恳求或轮询、同步传输。

事情驱动是当输入值产生改动的时分，数据当即被发送出去。

PDO通讯参数索引02h为PDO传输类型，其界说了触发TPDO传输或处理收到的RPDO的办法。

传输类型有0，1~240，241~251，252，253，254、255。书中的表4.2PDO传输类型“×”表明选中的类型，而并非是不支持的意思。

5.制止时刻和事情计时器

制止时刻（子索引03h）的功用适当于PDO发送过滤器，在PDO输入数据第一次变化时，无等候地直接发送该PDO数据，之后PDO输入数据再产生变化时就不会当即触发PDO发送。制止时刻能够防止PDO占用悉数总线带宽，然后阻碍发送最低优先级的PDO。

子索引（05h）为异步PDO传输设置一个事情计时器。

子索引06h（同步初始值）界说了同步计数器的初始值，在传输同步信息时，同步计数器不断递加以进行同步。

6.PDO通讯的优化

在优化中具有决定性含义的是保存满足的总线带宽可供其他功用运用。

需求留意PDO通讯的优缺陷，总线负载，“浪涌”的概念，其间总线负载是指多个循环范围内的CAN总线占有率的平均值。

别的，还有一个适当重要的PDO通讯参数—PDO映射参数。PDO映射参数包括指向PDO需求发送的进程数据的指针（使用索引和子索引表明）。那么阐明索引与子索引的组合便是一个指针，应该能够这样了解。

PDO映射参数的子索引00h表明的是映射方针的数量。

一切映射进程参数的最大长度都不能超越8字节，分为静态PDO映射、可变PDO映射、动态PDO映射。其间静态PDO无法修正，可变PDO能够修正，不过要恪守修正办法。

而动态PDO映射是指设备处于操作状况时，对其进行PDO装备。

7.复用PDO

MPDO交融了PDO和SDO的首要特性，其指定了地址（索引和子索引）的进程数据将经过一个独有的CAN音讯以高速播送的方法传达。

(11.28)

其间有两个寻址方法，一个是源形式寻址，一个是方针形式寻址。首要运用领域一是经过传输进程数据地址完成传输恣意数量的数据，无需设置PDO。二是群发音讯。

长处：MPDO映射记载子索引值为255，而一般PDO在0~64之间。

缺陷：需求更多的带宽。

总结一个：PDO是用来传输实时数据。

4.2.2服务数据方针SDO

CANopen设备为用户供给了一种拜访内部设备数据的规范途径，设备由一种固定的结构（方针字典）办理。方针字典的条目能够经过服务数据方针(SDO)来拜访，由此需求成对的SDO服务器和客户端。SDO之间的数据交流一般都是由SDO客户端建议的，这好比是方针字典是在一间房子里边的管家，SDO服务器是门禁体系，SDO客户端是邮递员，当有邮递员来的时分，会建议门铃以告知门禁要来送信（数据）。

SDO之间交流至少需求两个CAN报文才干完成，并且两个CAN报文的CAN标识符不能相同。一个CAN标识符为节点地址（有服务器的设备）+1536（600h）的CAN报文用于确认的协议信息。一个CAN标识符为节点地址（有服务器的设备）+1408（580h）的CAN报文来应对。

SDO传输有三个类型：加快SDO传输、分段SDO传输、块传输。

加快SDO传输适用于：传输数据不超越4字节，所以整个传输进程只需求2条CAN报文。传输功率为0.0625~0.25。

分段SDO传输适用于：超越4字节的传输数据。传输功率为0.218~0.432。

为了补偿这一缺乏，引进一种扩展SDO传输方法，功率更高，速度更快，传输量更大——块传输。其间块传输进行写操作和读操作有所不同，不过两者都要求有较高的缓冲才能，不然会产生溢出。在传输产生溢出时，写操作和读操作能够不需求重新发新之前发送过的块段，而是重新安排块巨细以合适传输。块传输的功率为0.142~0.836。

4.2.3同步

在经过网络进行通讯的运用中，发送和接纳之间有必要彼此协谐和同步。CANopen便引进同步方针。同步方针是指不含数据字节或只含有一个数据字节的CAN报文。

同步方针的CAN标识符为80h,用户可经过“循环周期”和“同步窗口长度”来对同步机制进行参数设置。循环周期是指同步方针经过总线发送的这段时刻。同步PDO有必要在同步方针发送结束之后的同步时刻窗口范围内发送。

同步方针只适用于现已作业在同步形式的PDO。假如只将发送方的TPDO装备成同步传输，且把接纳方的RPDO界说为事情驱动，能够大大改动时刻特性。

假如运用了同步计数器，还能够在PDO通讯参数中装备同步初始值。

4.2.4发送设备过错信号

CANopen网络设备中呈现的过错大致分为两类：一是通讯过错，二是运用过错。其间紧迫报文由规范化机制发送。紧迫报文包括以下信息：紧迫过错代码、索引1001h(过错寄存器)和协议或制造商界说信息。紧迫过错代码中有不同的代码值，代表不同的过错