CANopen基本原理及其应用（三）——预定义连接集等

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1、CANopen预定义连接集

为了减小简单网络的组态工作量，CANopen定义了强制性的缺省标识符（CAN-ID）分配表。这些标志符在预操作状态下可用，通过动态分配还可修改他们。CANopen设备必须向它所支持的通讯对象的提供相应的标识符。

缺省ID分配表是基于11位CAN－ID，包含一个4位的功能码部分和一个7位的节点ID(Node-ID)部分



Node-ID由系统集成商定义，例如通过设备上的拨码开关设置。Node-ID范围是1~127（0不允许被使用）。

预定义的连接集定义了4个接收PDO（Receive－PDO），4个发送PDO（Transmit－PDO），1个SDO（占用2个CAN-ID），1个紧急对象和1个节点错误控制(Node-Error-Control)ID。也支持不需确认的NMT-Module-Control服务，SYNC和Time Stamp对象的广播。

CANopen预定义主/从连接集CAN标识符分配表



注意：

◆PDO/SDO 发送/接收是由（slave）CAN节点方观察的。

◆NMT 错误控制包括节点保护（NodeGuarding），心跳报文（Heartbeat）和Boot-up协议。

CANopen标识符分配

ID地址分配表与预定义的主从连接集（set）相对应，因为所有的对等ID是不同的，所以实际上只有一个主设备(知道所有连接的节点ID)能和连接的每个从节点（最多127个）以对等方式通讯。两个连接在一起的从节点不能够通讯，因为它们彼此不知道对方的节点ID。

比较上表的ID映射和CAL的映射，显示了具有特定功能的CANopen对象如何映射到CAL中一般的CMS对象。

CANopen网络中CAN 标识符（或COB-ID）分配3种不同方法：

◆使用预定义的主从连接集。ID是缺省的，不需要配置。如果节点支持，     PDO数据内容也可以配置。

◆上电后修改PDO的ID（在预操作状态），使用（预定义的）SDO在节点      的对象字典中适当位置进行修改。

◆使用CAL DBT服务：节点或从节点最初由它们的配置ID指称。节点ID             可以由设备上的拨码开关配置，或使用CAL LMT服务进行配置。当网络              初始化完毕，并且启动后，主节点首先通过”Connect_Remote_Node”报             文（是一个CAL NMT服务）和每个连接的从设备建立一个对话。一旦这              个对话建立，CAN通讯ID（SDO和PDO）用CAL DBT服务分配好，这需        要节点支持扩展的boot-up

CANopen boot-up过程

在网络初始化过程中，CANopen支持扩展的boot-up，也支持最小化boot-up过程。

扩展boot-up是可选的，最小boot-up则必须被每个节点支持。两类节点可以在同一个网络中同时存在。

如果使用CAL的DBT服务进行ID分配，则节点必须支持扩展boot-up过程。

可以用节点状态转换图表示这两种初始化过程，如图3-3所示。扩展boot-up的状态图在预操作和操作状态之间比最小化boot-up多了一些状态

CANopen最小化boot-up节点状态转换图



注意：

◆图3-3中括号内的字母表示处于不同状态那些通讯对象可以使用。

a. NMT ， b. Node Guard ， c. SDO ， d. Emergency ， e. PDO ， f. Boot-up

◆状态转移（1－5由NMT服务发起），NMT命令字（在括号中）：

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：设备初始化结束，自动进入Pre_Operational状态，发送Boot-up消息

在任何时候NMT服务都可使所有或者部分节点进入不同的工作状态。NMT服务的CAN报文由CAN头(COB-ID=0)和两字节数据组成；第一个字节表示请求的服务类型(‘NMT commandspecifier’)，第二个字节是节点ID，或者0（此时寻址所有节点）。

仅支持最小化boot-up的设备叫最小能力设备。最小能力设备在设备初始化结束后自动进入预操作l状态。在这个状态，可以通过SDO进行参数配置和进行COB-ID分配。

设备进入准备状态后，除了NMT服务和节点保护服务（如果支持并且激活的话）外，将停止通讯。（因此‘Stopped’是描述这个状态的一