標(biāo)題: CANopen協(xié)議中文版（共21頁(yè)pdf下載） [打印本頁(yè)]
作者: modouyulb    時(shí)間: 2018-9-20 10:32
標(biāo)題: CANopen協(xié)議中文版（共21頁(yè)pdf下載）
canopen協(xié)議是流行于歐洲的一種協(xié)議，初看還是挺懵逼的，有需要的同學(xué)可以下來(lái)看看

1、介紹
從OSI網(wǎng)絡(luò)模型的角度來(lái)看同，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)一般只實(shí)現(xiàn)了第1層（物理層） 、第2 層（數(shù)據(jù)鏈路層） 、第7層（應(yīng)用層） 。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線通常只包括一個(gè)網(wǎng)段，因此不需要第3層（傳輸層）和第4層（網(wǎng)絡(luò)層） ，也不需要第5層（會(huì)話層）第6層（描述層）的作用。 CAN（Controller Area Network）現(xiàn)場(chǎng)總線僅僅定義了第1 層、第2層（見(jiàn)ISO11898標(biāo)準(zhǔn)） ；實(shí)際設(shè)計(jì)中，這兩層完全由硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員無(wú)需再為此開(kāi)發(fā)相關(guān)軟件（Software）或固件（Firmware） 。 同時(shí)，CAN只定義物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，沒(méi)有規(guī)定應(yīng)用層，本身并不完整，需要一個(gè)高層協(xié)議來(lái)定義CAN報(bào)文中的 11/29位標(biāo)識(shí)符、8字節(jié)數(shù)據(jù)的使用。而且，基于CAN總線的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中，越來(lái)越需要一個(gè)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議：這個(gè)協(xié)議支持各種CAN 廠商設(shè)備的互用性、互換性，能夠?qū)崿F(xiàn)在CAN網(wǎng)絡(luò)中提供標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的系統(tǒng)通訊模式，提供設(shè)備功能描述方式，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理功能。
z  應(yīng)用層（Application layer） ：為網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)有效設(shè)備都能夠提供一組有用的服務(wù)與協(xié)議。
z  通訊描述（Communication profile） ：提供配置設(shè)備、通訊數(shù)據(jù)的含義，定義數(shù)據(jù)通訊方式。
z  設(shè)備描述（Device proflile） ：為設(shè)備（類(lèi)）增加符合規(guī)范的行為。
下面的章節(jié)將介紹基于CAN 的高層協(xié)議： CAL協(xié)議和基于CAL協(xié)議擴(kuò)展的CANopen 協(xié)議。 CANopen協(xié)議是CAN-in-Automation(CiA)定義的標(biāo)準(zhǔn)之一，并且在發(fā)布后不久就獲得了廣泛的承認(rèn)。尤其是在歐洲，CANopen協(xié)議被認(rèn)為是在基于CAN的工業(yè)系統(tǒng)中占領(lǐng)導(dǎo)地位的標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)重要的設(shè)備類(lèi)型，例如數(shù)字和模擬的輸入輸出模塊、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、操作設(shè)備、控制器、可編程控制器或編碼器，都在稱為“設(shè)備描述”的協(xié)議中進(jìn)行描述； “設(shè)備描述”定義了不同類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及其相應(yīng)的功能。依靠CANopen協(xié)議的支持，可以對(duì)不同廠商的設(shè)備通過(guò)總線進(jìn)行配置。
在OSI模型中，CAN標(biāo)準(zhǔn)、CANopen協(xié)議之間的關(guān)系如下圖所示：

圖1.1   CAN、CANopen標(biāo)準(zhǔn)在OSI網(wǎng)絡(luò)模型中的位置框圖

2、CAL  協(xié)議
CAL（CAN Application Layer）協(xié)議是目前基于 CAN的高層通訊協(xié)議中的一種，最早由 Philips醫(yī)療設(shè)備部門(mén)制定。現(xiàn)在CAL由獨(dú)立的CAN用戶和制造商集團(tuán)CiA（CAN in Automation）協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)管理、發(fā)展和推廣。
CAL提供了4種應(yīng)用層服務(wù)功能：
z  CMS (CAN-based Message Specification)
CMS 提供了一個(gè)開(kāi)放的、面向?qū)ο蟮沫h(huán)境，用于實(shí)現(xiàn)用戶的應(yīng)用。CMS 提供基于變量、事件、域類(lèi)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(wèn)（例如，如何上載下載超過(guò)8 字節(jié)的一組數(shù)據(jù)（域） ，并且有終止傳輸?shù)墓δ埽?。
CMS 從MMS (Manufacturing Message Specification)繼承而來(lái)。MMS是OSI 為工業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控而制定的應(yīng)用層規(guī)范。
z  NMT (Network ManagemenT)
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(lái)實(shí)現(xiàn)的。
z  DBT (DistriBuTor)
提供動(dòng)態(tài)分配CAN ID（正式名稱為COB-ID，Communication Object Identifier）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(lái)實(shí)現(xiàn)的。
z  LMT (Layer ManagemenT)
LMT提供修改層參數(shù)的服務(wù)：一個(gè)節(jié)點(diǎn)（LMT Master）可以設(shè)置另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)（LMT Slave）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） 。

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，見(jiàn)表2-1。



注意這是CAN2.0A標(biāo)準(zhǔn)，11 位ID范圍[0，2047]，由于歷史原因限制在[0，2031]。如果使用CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)， 29位ID并不改變這個(gè)描述； 表中的11位映射到29位COB-ID中的最高11位， 以至于表中的COB-ID范圍變得增大許多。

3、CANopen
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(méi)有定義CMS 對(duì)象的內(nèi)容或者正在通訊的對(duì)象的類(lèi)型（它只定義了how，沒(méi)有定義what） 。而這正是CANopen切入點(diǎn)。 CANopen是在 CAL基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，使用了CAL通訊和服務(wù)協(xié)議子集，提供了分布式控制系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方案。CANopen在保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互用性的同時(shí)允許節(jié)點(diǎn)的功能隨意擴(kuò)展：或簡(jiǎn)單或復(fù)雜。 CANopen的核心概念是設(shè)備對(duì)象字典 （OD： Object Dictionary） ， 在其它現(xiàn)場(chǎng)總線 （Profibus， Interbus-S）系統(tǒng)中也使用這種設(shè)備描述形式。注意：對(duì)象字典不是CAL的一部分，而是在CANopen中實(shí)現(xiàn)的。 下面先介紹對(duì)象字典（OD：Object Dictionary） ，然后再介紹CANopen通訊機(jī)制。
3.1   對(duì)象字典 OD
對(duì)象字典（OD：Object Dictionary）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(lái)尋址，為了允許訪問(wèn)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，對(duì)象字典的結(jié)構(gòu)參照表3-1。不要被對(duì)象字典中索引值低于 0x0FFF 的‘data types’項(xiàng)所迷惑，它們僅僅是一些數(shù)據(jù)類(lèi)型定義。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典的有關(guān)范圍在0x1000到0x9FFF之間。

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作者: ggderek    時(shí)間: 2020-5-9 14:53
謝謝，正好需要
作者: ZZH3    時(shí)間: 2021-3-5 18:09
感謝樓主的分享，正好需要學(xué)習(xí)



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