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工業遠程I/O模塊 CANopen通訊

馬朝山 ? 來源:鋇錸技術 ? 作者:鋇錸技術 ? 2022-12-30 13:54 ? 次閱讀

1.對象字典OD

對象字典是每個CANopen設備必須具有的功能,它包含了設備所有可以被訪問的參數,客戶端使用索引(Index)和子索引(Sub-index)來讀寫對象字典里的參數。

對象字典主要用來設定設備組態及進行非即時的通訊。每個對象采用16位索引的方式來尋址,為了尋訪數據結構中的單個元素,又定義了8位的子索引。同時對象字典也對數據類型做出了定義。

索引(hex) 對象
0000 保留
0001-001F 基本數據類型
0020-003F 復雜數據類型
0040-005F 制造商規定的數據類型
0060-007F 設備子協議的基本數據類型
0080-009F 設備子協議的復雜數據類型
00A0-0FFF 保留
1000-1FFF 通信子協議區域
2000-5FFF 制造商特定子協議區域
6000-9FFF 標準設備子協議區域
A000-BFFF 標準接口子協議區域
C000-FFFF 保留

CANopen網絡中每個節點都有一個對象字典。對象字典包含了描述這個設備和它的網絡行為的所有參數。一個節點的對象字典是在電子數據文檔(EDS:Electronic Data Sheet)中描述或者記錄在紙上。節點本身只需要能夠提供對象字典中必需的對象,以及其它可選擇的、構成節點部分可配置功能的對象。

2.CANopen通訊

CANopen 的物理層 CANbus 每次傳送的數據量不大,其中包括 11 位元的 ID、遠端傳輸請求(RTR)位元及大小不超過8字節的數據。CANopen 將 CANbus 的 11 位元 ID 稱為通訊對象 ID (COB-ID)。當傳輸數據發生沖突時,CANbus 的仲裁機制會使 COB-ID 最小的訊息繼續傳送,不用等待或重傳。不同通訊對象對8字節數據的使用及各字節代表的意義不同。

不同通訊對象對8字節數據的使用及各字節代表的意義不同,以下是一個標準的 CANopen頁框:

功能碼 節點ID RTR 數據長度 數據
長度 4位元 7位元 1位元 4位元 0-8位字節

CANopen通訊模型主要定義3種通訊協議,分別為NMT協定,服務數據對象SDO協定,過程數據對象PDO協定。

NMT協定

網絡管理訊息NM遵循了主站/從站的架構進行NMT通訊。在這架構之下只有一個主站,而此主站可以搭配多個從站。所有的CANopen節點都有自己專屬的NMT狀態,而主站可以藉由NMT的訊息去控制從站的狀態。

NMT通訊數據主要用于對CANopen網絡的管理,NMT在數據字節中只使用了兩字節,如圖:

功能碼 節點ID RTR 數據長度 標識符 字節0 字節1
長度 4位元 7位元 1位元 4位元 0x000 命令字 從節點ID

服務數據對象SDO

服務數據對象SDO用來讀寫CANopen設備的對象字典。提供對象字典的節點稱為SDO server,存取對象字典的節點稱為SDO client。SDO 通訊一定由SDO client 開始,并提供初始化相關的參數。

在CANopen的術語中,上傳是指由 SDO server 中讀取數據,而下載是指設定 SDO server 的數據。

SDO通訊數據主要用于非時間關鍵數據,比如通訊參數。SDO在數據字節的使用:

功能碼 節點ID RTR 數據長度 字節0 字節1 字節2 字節3-7
長度 4位元 7位元 1位元 4位元 SDO命令 索引 子索引 數據

過程數據對象PDO

PDO用于傳輸實時數據,從一個生產者到一個或多個消費者。可用來在許多節點之間交換即時的數據。

PDO分為兩種:傳送用的TPDO及接收用的RPDO。一個節點的TPDO是將資料由此節點傳輸到其他節點,而RPDO則是接收由其他節點傳輸的資料。本產品一個節點分別有4個TPDO及4個RPDO。

每個 PDO 在對象字典中由兩個對象描述:通信參數和映射參數。PDO 通信參數指明使用哪個 COB-ID,傳輸類型,禁用時間和定時時間;PDO 映射參數用于設定 PDO報文中的數據的映射關系,確定要傳輸的數據在 CAN 報文數據域中的定位。該參數允許 PDO 的生產者和消費者知道正在傳輸什么信息,而不需要在 CAN 報文中增加額外的協議控制信息,使傳輸的效率達到最高。一個 PDO 最多可以映射 64 個對象。

v2-ec839d76bf35873ccd6a121950f1f7aa_720w.webp

PDO在數據字節的使用:

功能碼 節點ID RTR 數據長度 數據
長度 4位元 7位元 1位元 4位元 過程數據對象(PDO)的8個字節全部用來傳輸實時數據。


審核編輯:湯梓紅
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