施耐德CANopen-协议通讯-ppt课件.ppt

1、CANopen通讯协议培训王兆宇2017-03-03ppt课件CAN通讯的简介通讯的简介历史 CAN (Controller Aera Network，控制器局部网) 是德国Bosch公司在1983年开发的一种串行数据通讯协议，最初应用于现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换，是一种多主方式的串行通讯总线，介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤，速率可达1Mbps，支持多达128个节点；具有高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误，保证数据通讯的可靠性。通信机制比较简单，适合于所有机械的嵌入式网络，可以降低设备的复杂程度，在工业领域(如汽车、电梯、医疗、船舶、纺织机械等)得到了广泛应用，是

2、欧洲重要的网络标准 CANopen的术语的术语1993年CiA发布用来描述传送机制的CAL(Communication Application Layer) 规范1995年CiA发布DS-301通信描述文件：CANopen2001年CiA发布DS-304，在标准CANopen总线上集成4层安全元件(CANsafe)Page 2ppt课件CAN通讯通讯术语 CAN=Controller Area Network 控制器局域网控制器局域网 CiA=CAN in Automation 协会协会 www.can-cia.org CANopen 是是CAN应用层协议，它基于信息广播的通讯概念应用层协议，

3、它基于信息广播的通讯概念 : 每一个连接到总线的站点都在接收其它站点的信息.然后决定他们的动作,是否回答相关指令. CAN 协议授权所有的站点同步访问总线.然后根据 COB-ID 给予优先权. COBIDComunication Object Identifier-由通讯标识码和从站地址组成由通讯标识码和从站地址组成 EDSElectronic Data Sheet，用于描述设备通讯相关的文件，用于描述设备通讯相关的文件 CAL-CAN 的应用层 CAL (CAN application layer )，由Cia(CAN In Automation)定义Page 3ppt课件CAN通讯的模型通

4、讯的模型模型 CANopen和ISO模型CiA DS-301 = Communication profile EMPTYEMPTYEMPTYEMPTYCAN 2.0 A and B + ISO 11898 CAN 2.0 A and B = ISO 11898-1 and 2 ISO 11898 + DS-102Device ProfileCiA DSP-401I/O modulesDevice ProfileCiA DSP-402DrivesDevice ProfileCiA DSP-404Measuring devicesDevice ProfileCiA DSP-4xxCAL= CAN

5、Application Layer 应用层描述层会话层传输层网络层链路层 = LLC + MAC物理层7654321CAN specificationsPage 4ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CANopen的物理层 CAN的非归零编码：的非归零编码： 用两种不同的电平分别表示显性状态和隐性状态显性电平会覆盖隐性电平 当同一网络的不同设备同时发显性和隐性数据，则总线显示显性电平，否则是隐性电平 隐性电平的逻辑值为1，显性电平的逻辑值为0 每个位可以没有上升或下降沿Page 5ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN的物理层 CAN数据帧的位填充数据帧的位填充： 非归零编码的一个特点是，

6、如果传输大量连续的相同极性的位，发生的数据信号不能提供可用于重新同步的上升沿或下降沿。 因此，使用位填充技术用于确保所有总线节点的同步。 这意味着在传输消息期间，最多五个连续位具有相同的极性。 CAN帧中的位填充区域包括SOF，仲裁字段，控制字段，数据字段和CRC字段。 理论最差情况Smax=(34 + 8 dlc - 1) : 4 = 8 + 2 dlc，dlc表示数据长度代码，表示数据长度代码，CAN报文有效数报文有效数据字节数量据字节数量Page 6ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN的物理层 CAN数据帧的位定时数据帧的位定时： 位定时是一个复杂的话题，为了减轻用户处理这种艰难任

7、务的负担，CANopen不仅规定了波特率，也规定了位定时的采样点， 位定时分为4个部分：同步段、传播段、相位段1和相位段2 采样点恰好位于相位段1和2之间。 每个段由基本时间单位（tq）的整数倍构成。 基本时间单位是CAN节点使用的最小时间分辨率。 其长度由CAN控制器的振荡器频率的分频后产生。 同步段1个tq，传播段18个tq，相位段1-18个tq，相位段2-2个tq，采样点同步跳转宽度SJW为1个基本时间单位。Page 7ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN的物理层 CANopen 电平：电平：在显性状态时，CAN-High线上的电压值会升高一个预定值（对CAN驱动数据总线来说，这个

8、值至少为1V）。而CAN-Low线上的电压值会降低一个同样值（对CAN驱动数据总线来说，这个值至少为1V）。于是在CAN驱动数据总线上，CAN-High线就处于激活状态，其电压不低于3.5（2.5V+1V=3.5V)，而CAN-Low线上的电压值最多可降至1.5V(2.5V-1V=1.5V)。CAN的高低电平是一个差分的高低电平是一个差分信号信号在受到干扰时，因为CAN_H和CAN_L是差分信号，所以Vdiff不变Page 8ppt课件CAN通讯通讯模型-物理层 硬件接线硬件接线使用屏蔽双绞线，三根线，CAN_H,CAN_L和CAN_GND通讯长度与通讯速度的关系如下图所示可以使用CANope

9、n中继器完成总线长度的扩展 拓扑拓扑直线拓扑，总线的末端需加两个120欧姆的终端电阻 总线最大个数总线最大个数128 主站1+从站127Page 9ppt课件CAN通讯通讯模型-物理层 通讯线的线径和通讯长度的关系通讯线的线径和通讯长度的关系电缆阻抗:32 站站: 21 64 站站: 18,5 100 站站:16 length32 nodes64 nodes100 nodes100m0,25 mm0,25 mm0,25 mm250m0,34 mm0,50 mm0,50 mm500m0,75 mm0,75 mm1 mmPage 10ppt课件CAN通讯通讯模型-物理层 通讯线的相关参数：通讯线的

10、相关参数： 每米阻抗(r):70 m /m 终端电阻 (Rt):一般一般120 (最小最小 108 , 最大最大132 ) 线缆阻抗 (Z):一般一般 120 (最小最小108 , 最大最大 132 ) 电缆延迟:5 ns/mPage 11ppt课件CAN通讯通讯模型-物理层 通讯线的支线长度限制通讯线的支线长度限制最大支线长度计算公式：最大支线长度计算公式：未连接终端电阻支线电缆的最大长度未连接终端电阻支线电缆的最大长度Ld和累计支线长度和累计支线长度Ldi的经验法则的经验法则:t PROPSEG : 位周期位周期的数据传输段的数据传输段的的长度长度t P : 每个长度单位的特定线路每个长度

11、单位的特定线路延迟延迟例例: 波特率波特率= 500 kbit/s: t PROPSEG = 12 * 125ns = 1500 ns; t P = 5 ns/mPage 12ppt课件CAN通讯通讯模型-物理层 CiA DS-102 Bit-ratesBit-rate / bus lengthNominal bit time (tbit)Number of time quants per bitLength of time quantum (tq)Location of sample pointBTR 0 at 16MHz (80C200)BTR 1 at 16MHz (80C200)1 M

12、bit/s 25m1 s8125 ns6 tp00h14h800 kbit/s 50m1,25 s10125 ns8 tp00h16h500 kbit/s 100m2 s16125 ns14 tp00h1Ch250 kbit/s 250m4 s16250 ns14 tp01h1Ch125 kbit/s 500m8 s16500 ns14 tp03h1Ch50 kbit/s 1000m20 s161,25 s14 tp09h1Ch20 kbit/s 2500m50 s163,125 s14 tp18h1Ch10 kbit/s 5000m100 s166,25 s14 tp31h1ChPage 1

13、3ppt课件CAN通讯通讯模型-物理层 CiA DS-102 设计时建议设计时建议 CANopen设备应至少支持波特率设备应至少支持波特率20K，并且支持的越多越好，并且支持的越多越好 超过超过200米长度的米长度的CANopen线缆建议加光电隔离线缆建议加光电隔离 超过超过1Km建议使用建议使用CANopen repeater-重发器。重发器。Page 14ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN的物理层 CANopen 中继器的作用：中继器的作用： 可以使用CANopen中继器完成总线长度的扩展 电气的隔离 拓扑方式的扩展 很小的延迟-与产品有关 CANopen 硬件接线的针脚定义：硬件

14、接线的针脚定义：RJ45使用使用1,2和和3脚而脚而SUB-D9接头采用接头采用2,3和和7Page 15ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN的物理层 CANopen 5针迷你接头针脚定义：针迷你接头针脚定义： 针脚定义针脚定义: 1: (CAN_SHLD) = CAN 屏蔽层可选 2: (CAN_V+) = CAN 外部电源正可选 3: CAN_GND = Ground/0V/V- 4: CAN_H = CAN_H 5: CAN_L = CAN_LPage 16ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN的物理层 CANopen 5针端子接头针脚定义：针端子接头针脚定义： 针脚定义针脚定

15、义: 1: CAN_GND = Ground/0 V/V- 2: CAN_L = CAN_L 3: (CAN_SHLD) = CAN 屏蔽可选 4: CAN_H = CAN_H 5: (CAN_V+) = CAN 外部电源正可选Page 17ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CANopen的数据链路层总线访问CAN数据帧的结构错误处理Page 18ppt课件CAN通讯的链路层通讯的链路层CANopen的数据链路层ISO 11898进行了标准化，CAN的数据链路层是其核心内容数据链路层的服务由逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）中实现，LLC提供：数据接收过滤，过载通知和管理恢复MA

16、C负责：数据打包/解包、帧编码、媒体访问管理、错误检测、错误信令、应答、串/并转换等功能。这些功能都是围绕信息帧传送过程展开的。Page 19ppt课件CAN通讯的链路层通讯的链路层广播方式 CAN 广播发送方式广播发送方式广播通信的广播通信的CAN概念意味着网络的每个站可以监听发送站的帧（这里：站概念意味着网络的每个站可以监听发送站的帧（这里：站2）。收到。收到帧后，帧后，每个每个节点决定广播的消息接受还是不接受节点决定广播的消息接受还是不接受。 数据接收过滤是在数据接收过滤是在每个每个CAN节点中实现。节点中实现。CAN广播发送的处理方式与司机接听交通台的广播的情况是类似的。广播发送的处理

17、方式与司机接听交通台的广播的情况是类似的。每个每个司机根据自己要走的路和广播发送的路况信息决定广播的数据是否采用。司机根据自己要走的路和广播发送的路况信息决定广播的数据是否采用。Page 20ppt课件CAN通讯的链路层通讯的链路层RTR CAN 的的RTR远程传输请求（远程传输请求（RTR）就像）就像是提问题。具有是提问题。具有答案的节点将在第二次通信中产生所请求的数据。答案的节点将在第二次通信中产生所请求的数据。该数据帧也可以由对该对象感兴趣的其他消费者接收。该数据帧也可以由对该对象感兴趣的其他消费者接收。远程帧和数据帧由称为标识符的特定字段标识远程帧和数据帧由称为标识符的特定字段标识。P

18、age 21ppt课件CAN通讯的链路层通讯的链路层多主访问 CAN多总线访问多总线访问CAN协议允许从不同节点同时进行总线访问。协议允许从不同节点同时进行总线访问。如果多个节点访问总线，则需要进行仲裁。如果多个节点访问总线，则需要进行仲裁。CAN中使用的总线访问方法是一种非破坏性的逐位仲裁，称为具有冲突检测和消息优先级仲裁中使用的总线访问方法是一种非破坏性的逐位仲裁，称为具有冲突检测和消息优先级仲裁（CSMA / CD + AMP）的载波侦听多路访问。）的载波侦听多路访问。消息优先级在消息优先级在CAN标识符中解码。标识符中解码。当总线处于空闲状态时，几个节点可以开始传输帧。当总线处于空闲状

19、态时，几个节点可以开始传输帧。 每个节点在完整消息期间从总线逐位读回，每个节点在完整消息期间从总线逐位读回，并将发送的比特值与接收的比特值进行比较。并将发送的比特值与接收的比特值进行比较。根据定义，具有主导值的位将覆盖具有隐性值的位（这必须由收发器提供）。根据定义，具有主导值的位将覆盖具有隐性值的位（这必须由收发器提供）。Page 22ppt课件CAN通讯的链路层通讯的链路层Producer-consumer CAN 的生产者和消费者的生产者和消费者该该写入对象服务将数据帧从一个节点（生产者）发送到一个或多个接收节点（消费者）。写入对象服务将数据帧从一个节点（生产者）发送到一个或多个接收节点（

20、消费者）。这并不意味着一个节点将接受消息，这意味着这并不意味着一个节点将接受消息，这意味着某些站点对此某些站点对此信息感兴趣信息感兴趣。这。这项服务是经典的项服务是经典的CAN通信服务。通信服务。第二通信服务是请求特定消息。第二通信服务是请求特定消息。 此读取对象服务由一个或多个消费者启动。此读取对象服务由一个或多个消费者启动。因此，这些节点将传输所谓的远程帧。因此，这些节点将传输所谓的远程帧。 拥有所请求信息的节点将传送相应的数据帧。拥有所请求信息的节点将传送相应的数据帧。Page 23ppt课件CAN通讯的链路层通讯的链路层总线仲裁 CAN 的总线仲裁的总线仲裁Page 24ppt课件CA

21、N通讯的数据帧通讯的数据帧4种数据帧 CAN 的的4种数据帧种数据帧 数据帧：这些帧将数据从生产者传输到消费者，而不保证将被处理。 远程帧：这些请求帧由客户端发送到服务器以请求传输数据帧（标识符将具有与请求相同的值）。 错误帧：当站检测到总线上存在错误时，会发送这些帧。 过载帧：这些帧被发送以要求连续帧之间的额外的时间间隔（数据或请求）。Page 25ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型帧结构以及CAN2.0A和CAN2.0B CAN数据帧结构数据帧结构 帧起始和帧结束帧起始和帧结束-表示帧开始或结束 仲裁段仲裁段-表示帧的优先级 控制段控制段-表示数据的字节数及保留位的段 数据段数据段-数据

22、的内容，可发送 08 个字节的数据 CRC段段-用于检验数据的正确与否 ACK-表示确认正常接收的段 CAN的的2.0A和和2.0B CAN针对ID参数规定了两种不同的格式。其中标准消息格式用了11位的ID，而扩展消息格式用了29位的ID。CAN 2.0A-只规定了标准消息格式（扩展消息会被认为是错误）CAN 2.0B active-能处理标准和扩展消息格式CAN 2.0B passive-处理标准消息，忽略扩展消息 CAN控制器必须完全支持控制器必须完全支持11位信息包括收、发，和必须支持接收扩展帧位信息包括收、发，和必须支持接收扩展帧Page 26ppt课件CAN通讯的模型通讯的模型CAN

23、open的应用层CANopen的4种标准服务CANopen的对象字典CANopen的标识符CANopen的CIA405功能块CIA402的流程Page 27ppt课件CANopen通讯的模型通讯的模型模型-应用层 4种标准服务种标准服务1.网络管理：参数设置，启动，监视(主/从)2.实时小容量过程数据(8字节)传送：SDO =Service Data Object (客户端-服务器) 4.管理同步(SYNC),时基参数，致命错误的预定义信息：SFO = Special Function Object CANopen 定义：定义：数据怎样传输： DS-301通信描述文件适用于所有产品、 定义每种

24、信息COB-ID标示符的分配什么样的数据： DS-4XX 产品描述文件对每个产品家族进行详细规定 (discrete I/O, analogue I/O, variable speed drives, encoders, etc.)这些功能通过设备对象词典OD =Object Dictionary进行描述Page 28ppt课件CANopen通讯的模型通讯的模型DS301 DS4XX DS301描述OD和通信配置文件区域中的对象的一般结构：索引1000到1FFF。适用于所有CANopen产品。 DS-4xx 设备模型设备模型: 描述各种类型产品（离散量I / O模块，模拟I / O，变频器，测

25、量仪器）的相关对象。 标准对象：索引6000到9FFF 具体对象：索引20005FFF 一些对象是强制性的，其他对象是可选的。 它们可以在只读模式或读/写模式下访问。Page 29ppt课件 PDO用于实时传输少量的过程数据（少量的过程数据（ = 8 bytes ） 一个 PDO 可以由对象字典中几个不同索引的数据组成，规划方式则是透过对象字典中对应 PDO mapping 及 PDO 参数的索引。 此服务不需确认不需确认。 PDO 分为两种：传送用的 TPDO 及接收用的 RPDO。一个节点的 TPDO 是将数据由此节点传输到其他节点，而 RPDO 则是接收由其他节点传输的数据。 PDO 可

26、以用同步同步或异步异步的方式传送： 同步的 PDO 是由 SYNC 信号触发，而异步的 PDO 是由节点内部的条件或其他由节点内部的条件或其他外部条件触发外部条件触发。例如若一个节点规划为允许接受其他节点产生的 TPDO 请求，则可以由其他节点送出一个没有数据但有设置 RTR 位元的 TPDO（TPDO 请求），使该节点送出需求的数据。PDO详细描述 PDOppt课件 每个发送或接收PDO在对象字典中由两个对象对象字典中由两个对象描述。 PDO通信参数指示如何传输或发送的： 使用的COB-ID 使用的发送/接收模式 对于发送PDO，2个消息之间的最小时间（禁止时间） PDO映射参数指示传输哪些

27、数据： 对象字典OD中的对象列表 每个对象的大小PDO详细描述 PDO通讯内容和工作方式ppt课件PDO详细描述 TPDO TPDO的地址0 x180019FFppt课件PDO详细描述 TPDO TPDO的地址0 x1A001BFFppt课件PDO详细描述 RPDO RPDO的地址0 x140015FFppt课件PDO详细描述 TPDO RPDO的地址0 x160017FFppt课件 PDO的的触发方式：的的触发方式：事件触发：事件触发：当数据变化时，立刻发送出去，不需要等待主机轮询才发送，所以实时性好，而且避免重复数据占用大量总线占用资源，就像数据压缩了一样。事件驱动类型的RPDO可立即处理

28、收到的数据。远程请求或轮询：远程请求或轮询：此方式就像485通信一样，主控主动远程请求或者轮询，子设备才发送PDO。因为市面上有一些不支持远程帧的CAN控制器，不建议使用。同步传输：同步传输：CAN总线上有一个设备作为SYNC信号的生产者，其他设备作为消费者。生产者和消费者都又SYNC计数功能，消费者计数到一定时（1240），自动发送PDO。if(同步传输同步传输&事件触发事件触发)：顾名思义，不仅满足定时还满足事件触发，才发送PDO。PDO详细描述 PDO的触发方式ppt课件 PDO的的触发方式：的的触发方式：事件触发：事件触发：当数据变化时，立刻发送出去，不需要等待主机轮询才发送，所以实时

29、性好，而且避免重复数据占用大量总线占用资源，就像数据压缩了一样。事件驱动类型的RPDO可立即处理收到的数据。远程请求或轮询：远程请求或轮询：此方式就像485通信一样，主控主动远程请求或者轮询，子设备才发送PDO。因为市面上有一些不支持远程帧的CAN控制器，不建议使用。同步传输：同步传输：CAN总线上有一个设备作为SYNC信号的生产者，其他设备作为消费者。生产者和消费者都又SYNC计数功能，消费者计数到一定时（1240），自动发送PDO。if(同步传输同步传输&事件触发事件触发)：顾名思义，不仅满足定时还满足事件触发，才发送PDO。PDO详细描述 PDO的触发方式ppt课件 PDO的的触发方式：

30、的的触发方式：PDO详细描述 PDO的触发方式ppt课件 PDO的非周期传输方式：的非周期传输方式：PDO详细描述 PDO的非周期传输方式事件事件product XSYNCSYNCSYNCSYNCTxPDO_PXSYNCSYNCSYNCSYNCTxPDO_PX远程请求远程请求product XSYNCSYNCTxPDO_PX远程请求远程请求product X非周期 传输方式0请求（轮询） - 通过接收远程触发传输类型= 252ppt课件 PDO的周期传输方式：的周期传输方式：PDO详细描述 PDO的周期传输方式SYNCSYNCSYNCSYNCTxPDO_PXSYNCSYNCSYNCSYNCSY

31、NCSYNCSYNCSYNCTxPDO_PXTxPDO_PX例当例当n = 3例当例当 n = 3周期传输在同步信号之后 传输方式1240（SYNC个数）ppt课件 PDO的事件：的事件：PDO详细描述 PDO的事件触发事件事件product XTxPDO_PXTxPDO_PXTxPDO_PXSYNCSYNCSYNCSYNCSYNCSYNCSYNCSYNCSYNCSYNC远程请求远程请求product X远程请求远程请求product X事件触发传输方式254制造商特定事件，255设备子协议约定事件触发传输方式253，在收到远程请求后发送ppt课件 为了确保能够发送具有低优先级的对象，可以分配

32、一个PDO的2个传输之间的最小时间。 该参数用于TxPDO通信参数对象索引0 x1800至0 x19FF中的“禁止时间”参数。PDO的禁止时间 PDO的inhabit timeppt课件 服务数据对象服务数据对象(SDO) SDO常用于存取读取或设定节点的参数数据。提供对象字典的节点称为SDO 服务器，存取对象字典的节点称为SDO 客户端。SDO 通讯一定由SDO 客户端开始，并提供初始化相关的参数。 在CANopen的术语中，上传上传是指由 SDO 服务器 中读取数据，而下载下载是指设定 SDO 客户端 的数据。 由于对象字典中的数据长度可能超过8个字节，无法只用一个CAN数据包传输，SDO

33、也支援长数据包的分割（segmentation）和合并（desegmentation）。这样的对象有二种：SDO下载下载/上传上传（SDO download/upload）及SDO区块下载区块下载/上传上传（SDO Block download/upload）。CANopen协议较新版本支持SDO区块传输，可以允许传输大量的数据，且传输的overhead可以较低。 负责处理SDO数据传输的COB ID可在对象字典中设置。在对象字典的索引0 x1200至0 x127F可设定SDO 服务器的COB ID，最多可设定到127个。而SDO 客户端可以在对象字典的索引0 x1280至0 x12FF中设定

34、。不过预定义连结预定义连结（pre-defined connection set）定义在开机后（Pre-operational状态）可用来设定设备组态的SDO。 接收用的COB ID为0 x600 +节点ID，而传送用的COB为0 x580 +节点ID。SDO SDO的详细说明ppt课件SFO SYNC对象 SYNC是CANopen管理各节点同步数据收发的一种方法，相当于网络节拍，基于同步的PDO按照这个网络节拍来执行实时数据的收发。SYNC属于生产/消费型通讯方式，网络中有且只有一个SYNC生产者，一般有多个消费者，其网络标识符优先级很高，一般设置为0 x80，基本上除了NMT优先级最高。S

35、YNC生产者按照固定频率发送SYNC报文，需要SYNC的节点(消费者)将其接收并计数，当计数值达到节点相应TPDO要求时，该TPDO映射的数据被发送(根据PDO传输类型也可能是映射数据更新)，此过程中SYNC生产者提供网络节拍，各消费者以节拍周期的倍数执行数据传输功能。 在CANopen网络中应用SYNC要注意以下几点： 1. SYNC并不是主节点必须的功能，不一定要和NMT放在同一节点上，实际网络应用中可以在网络中找一个任务较少、实时性好的节点来作为SYNC生产者，SYNC消费者可以有多个，但是生产者同时只能有一个存在。 2. SYNC是不带数据的，以使报文尽可能短，目的是为了加快其传输，减

36、少网络占用。 3. SYNC发出后，需要发送数据的PDO要在规定时间段内发送数据，这个时间段叫做时间窗口(对象1006H指定)，要小于SYNC节拍周期，以便每个周期留一定时间来进行其他类型的网络通讯。ppt课件SFO SYNC对象 SYNC是CANopen管理各节点同步数据收发的一种方法，相当于网络节拍，基于同步的PDO按照这个网络节拍来执行实时数据的收发。SYNC属于生产/消费型通讯方式，网络中有且只有一个SYNC生产者，一般有多个消费者，其网络标识符优先级很高，一般设置为0 x80，基本上除了NMT优先级最高。SYNC生产者按照固定频率发送SYNC报文，需要SYNC的节点(消费者)将其接收

37、并计数，当计数值达到节点相应TPDO要求时，该TPDO映射的数据被发送(根据PDO传输类型也可能是映射数据更新)，此过程中SYNC生产者提供网络节拍，各消费者以节拍周期的倍数执行数据传输功能。 在CANopen网络中应用SYNC要注意以下几点：1. SYNC并不是主节点必须的功能，不一定要和NMT放在同一节点上，实际网络应用中可以在网络中找一个任务较少、实时性好的节点来作为SYNC生产者，SYNC消费者可以有多个，但是生产者同时只能有一个存在。2. SYNC是不带数据的，以使报文尽可能短，目的是为了加快其传输，减少网络占用。3. SYNC发出后，需要发送数据的PDO要在规定时间段内发送数据，这

38、个时间段叫做时间窗口(对象1006H指定)，要小于SYNC节拍周期，以便每个周期留一定时间来进行其他类型的网络通讯。4.SYNC常用于伺服的数据的同步输入获取或更新输出（例如轴控制）。ppt课件SFO SYNC对象 两个连续 SYNC 消息之间的时间段称为通讯循环周期，可以在 SYNC 生产者的对象字典（对象索引为十六进制的 1006）中进行调整。 同步传输 PDO 在接收到 SYNC 消息后的指定时间范围内开始传输。此时间范围称同步窗口长度，可在所有必须传输同步 PDO 的设备的对象字典（对象索引为十六进制的 1007）中进行配置。ppt课件SFO 时间戳对象 时间戳对象提供所有设备作为统一

39、的时间基准。 这个时间是以6个字节编码的，代表从1984年1月1日起的绝对时间（毫秒）。ppt课件SFO EMCY 当设备发生故障（电流，电压，温度，通讯等）时，会触发EMCY通讯帧。 EMCY的COB-ID存储在对象字典主索引为0 x1014的对象内。 使用EMCY信息前要确认0 x1014对象的第31位为0，即EMCY信息是有效的。 设备内产生某些特定的内部错误，会触发EMCY信息的发送，发生过的错误记录在索引为0 x1003的对象中ppt课件SFONode guard 和Heart beat 为了检测通讯中断，节点一般会提供为了检测通讯中断，节点一般会提供Node guard或或Hear

40、t beat服务服务 节点保护服务：通过每隔一定间隔（寿命）发送“remote transmit request” （远程发送请求） （RTR）来扫描节点。通过将“保护时间”与“寿命系数”相乘来计算得出“寿命”，一旦“寿命”到期，如果节点没有收到（主站）RTR 就会触发一个“Life Guarding” （寿命保护）故障， 并发送一个紧急电报（EMCY）： 假如设置了“Guard Time” （保护时间）为500 ms，“Life Time Factor” （使用期限系数）为4， Life Time（生存期限）为4 x 500 ms = 2秒。 心跳服务：如果选择此服务，“Master Con

41、sumer Time of Node”（节点的消费时间）参数必须大于“Node Heartbeat的Producer Time”（心跳的生产时间）。如果当前配置的节点的“Master Consumer Time of Node”（节点的消费时间）为0，则不启动心跳服务。 在“节点的消费时间”过去之后没有收到“心跳信息”，变频器就会触发一个“心跳”事件并发送一个紧急电报（EMCY）。 Node guard和Heart beat服务只能选择一种。Page 49ppt课件CANopen通讯的模型通讯的模型对象字典-OD 对象字典对象字典对象词典OD是一序列对象组，可以通过以下方式进行访问： 16位索

42、引号 有时候加上8位子索引号描述了产品的所有功能，描述采用ASCII格式的EDS 表格文件（Electronic Data Sheet）这种描述使用严格的语法，并可用于总线配置工具(例如 Sycon 等) EDS文件文件： 对象字典描述了产品所有CANopen通讯功能 这些描述使用EDS (Electronic Data Sheet)文件来描述 EDS文件有严格的格式，并可以被编程软件所使用 (SoMachine、Unity、Sycon 等等.)Page 50ppt课件CANopen通讯的模型通讯的模型对象字典-OD 对象字典的结构对象字典的结构：Page 51ppt课件CANopen通讯的模

43、型通讯的模型NMT 网络管理网络管理 NMT状态表如右图所示状态表如右图所示 NMT 主站控制的状态转换主站控制的状态转换: 允许的通讯操作类型1: Start_Remote_Nodea. NMT2: Stop_Remote_Nodeb. Node Guard3: Enter_Pre-Operational_Statec. SDO4: Reset_Noded. EMCY5: Reset_Communicatione. PDO.6: Node initialisation stoppedPage 52ppt课件CANopen通讯的模型通讯的模型默认标识符的分配 标识符标识符把COB-ID 标示符

44、分成两个部分: 功能代码功能代码用于对以下对象进行编码： 处于接收模式的2 PDOs, 处于传送模式的2 PDOs, 1 SDO, 1 EMCY 对象, 1 Node Guarding 标示符, 1 SYNC 对象, 1 Time Stamp 对象和一个节点保护. Node ID 同产品地址同产品地址(网络地址网络地址)有关有关109876543210Function CodeNode IDPage 53ppt课件CANopen通讯的模型通讯的模型默认标识符的分配 默认标识符分配默认标识符分配Page 54ppt课件DSP402 状态表状态表默认标识符的分配 变频器的变频器的CIA402协议协

45、议Page 55ppt课件CANopen与符合与符合IEC61131-3标准的控制器接口标准的控制器接口默认标识符的分配 CIA405协议协议 使用标准化的CANopen接口，用于IEC 61131-3可编程器件，如PLC。 符合CiA从IEC 61131-3级别的任何应用程序的需求是从CANopen连接节点的设备对象索引中读取或写入（SDO）。 在过程映像中支持的过程数据对象（PDO） ，输入（接收PDO;即：IX .）或输出（发送PDO;即：QW .）。 接收到的异步错误消息（EMCY）被记录在每个节点的缓冲区中。 网络状态由网络管理（NMT）控制。 节点保护功能可用于CANopen以及进

46、程数据的同步通信。Page 56ppt课件CIA405的功能块的功能块功能块的说明一 CIA405库功能块库功能块 CiA 405 库提供了一组满足 CiA405 要求的功能块，用于从控制器（CANopen主站）的应用程序（IEC61131-3 程序）访问 CANopen 网络。将 CANopen 管理器添加到控制器 CAN 总线接口后，控制器库管理器会自动声明该库。 网络管理 功能块： CIA405 .NMT ：控制 CANopen 设备 NMT 状态 CIA405 .RECV_EMCY ：扫描所有设备的 EMCY 存储 CIA405 .RECV_EMCY_DEV ：获取指定设备的最后一条存

47、储的 EMCY 消息 自有节点 id 功能块： CIA405 .GET_LOCAL_NODE_ID ：获取控制器 CANopen 管理器节点 IDPage 57ppt课件CIA405的功能块的功能块功能块的说明二 CIA405库功能块库功能块 查询状态 功能块： CIA405 .GET_CANOPEN_KERNEL_STATE ：获取 CANopen 内核当前状态 CIA405 .GET_STATE ：获取指定设备的当前状态 SDO 访问 功能块： CIA405 .SDO_READ ：读取指定设备的任意大小的对象 CIA405 .SDO_READ4 ：读取指定设备的最多 4 个字节的对象 CIA405 .SDO_WRITE ：写入指定设备的任意大小的对象 CIA405 .SDO_WRITE4 ：写入指定设备的最多 4 个字节的对象 对于驱动器的控制，建议使用PLCopen功能块Page 58ppt课件CIA405的功能块练习的功能块练习功能块的使用1，在，在SoMachine中读取中读取canopen的从站状态，例如的从站状态，例如lxm282，使用，使用trace跟踪跟踪canopen的从站状态的从站状态3，使用功能块写入，使用功能块写入lxm28的加、减速度的加、减速度4，使用功能块读取，使用功能块读取ATV320的逻辑输入点状态的逻辑输入点状态Page 59ppt课件