CANopen 协议介绍 

                流行欧洲的CAN-bus高层协议 

简介

CANopen协议是CAN-in-Automation(CiA)定义的标准之一，并且在发布后不久就获得了广泛的承认。尤其是在欧洲，CANopen协议被认为是在基于CAN的工业系统中占领导地位的标准。大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器，都在称为“设备描述"的协议中进行描述；“设备描述"定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。依靠CANopen协议的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置。 

CAL 协议 

CAL（CAN Application Layer）协议是目前基于CAN的高层通讯协议中的一种，最早由Philips医疗设备部门制定。现在CAL由独立的CAN用户和制造商集团CiA（CAN in Automation）协会负责管理、发展和推广。

在OSI模型中，CAN标准、CANopen协议之间的关系如下图所示： 

 CANopen

CAL提供了所有的网络管理服务和报文传送协议，但并没有定义CMS对象的内容或者正在通讯的对象的类型（它只定义了how，没有定义what）。而这正是CANopen切入点。 

CANopen是在CAL基础上开发的，使用了CAL通讯和服务协议子集，提供了分布式控制系统的一种实现方案。CANopen在保证网络节点互用性的同时允许节点的功能随意扩展：或简单或复杂。 

CANopen的核心概念是设备对象字典（OD：Object Dictionary），在其它现场总线（Profibus，Interbus-S）系统中也使用这种设备描述形式。注意：对象字典不是CAL的一部分，而是在CANopen中实现的。 

CANopen网络中每个节点都有一个对象字典。对象字典包含了描述这个设备和它的网络行为的所有参数。 

CANopen设备

一个CANopen设备必须支持一定数量的网络管理服务（管理报文，administrative messages），需要至少一个SDO。每个生产或消费过程数据的设备需要至少一个PDO。所有其它的通讯对象是可选的。一个CANopen设备中CAN通讯接口、对象字典和应用程序之间的联系如图3-1所示。 

总结 

基于CAN总线的CANopen网络通讯具有以下特点： 

口. 使用对象字典（OD：Object Dictionary）对设备功能进行标准化的描述。 

口. 使用ASCII文档：电子数据文档（EDS）和设备配置文件（DCF）对设备及其配置进行标准化的描述。 

口. CANopen网络的数据交换和系统管理基于CAL中CMS服务。 

口. 系统boot-up和节点保护（Node Guarding）的标准基于CAL中NMT服务。 

口. 定义了整个系统的同步操作。 

口. 定义了节点特定的应急报文。 

为与CANopen通讯协议和相应的设备子协议保持一致，以使制造商的产品能够用于任何CANopen网络，以下3种层次的兼容性要求需要满足（对日益增长的设备兼容性的要求）： 

口. 一致性： 

设备连接到CANopen网络后不能影响其他设备的通讯：应用层的一致性。 

口. 互用性： 

设备能够同网络上的其它节点交换数据：通讯协议的一致性。 

口. 互换性： 

设备能够代替另外一个同类设备：设备子协议的一致性。 

canopen主站模块CANopen实际应用：

ECAN-IO模块可以简单、轻松地将多路数字输入和输出信号接入CANopen系统,无论是在实验装置，组件测试台或车辆 
中。
该装置提供16个TTL兼容的I/O，每8个信号一组可以独立配置为输入或输出.
ECAN-IO被设计为自启动CANopen从站，并带所有重要参数，这使得设备上电后可以直接开始运行，不需要做更多 
的设置,ECAN-IO配置文件信息可以在出厂前根据客户要求预装在订购的设备上。
ECAN-IO占用面积小，可以轻松集成到客户定制的设备中,用户可以轻松的在系统上开发应用.
ECAN-IO为我公司最新开发的嵌入式集成产品，可以快速的将现有的输入输出信号或总线接入到CANopen系统。
ECAN-IO具有体积小巧功能丰富等特点，它具有高速稳定的差动发送和接收能力，且CAN端集成磁耦隔离，可以有 
效保护CAN收发器，增加系统寿命及可靠性。系统集成状态指示灯，使用中系统板上电后，电源信号、通讯状态、I/O 
端口、故障信号都能通过LED指示灯显示。
CANopen协议的软件实现遵循CANopen协议预定义主/从连接集，从站节点支持4个接收PDO，4个发送PDO，1个SDO 
，1个紧急对象和1个节点错误控制对象。

canopen主站模块 canopen从站卡-规格
工业级高速32位ARM CPU；
接口卡集成1路符合CiA标准的CANOpen接口，波特率在10Kbps～1Mbps之间可选，并支持用户自定义波特率；
支持设置从站号（1~127）；
CAN-bus接口采用电气隔离，隔离模块绝缘电压：DC 1000V；
CAN接口EMC等级：接触放电±4KV，群脉冲±1KV； 
数字输入Up to 16x+clamp 15，5V TTL信号；
数字输出Up to 16x,max 30mA, 5V TTL信号；
LED指示设备状态和电源
工作电源：＋9V～＋30V DC；
工作温度：-40℃～+85℃；
安装方式：双排插针2.54mm。
外形尺寸：40mm*60mm

canopen主站模块： 

canopen从站卡-订货信息
说明：ECAN-IO编号：GCTECH-004201

canopen主站模块： 

canopen从站卡-发货清单
CANopen从站卡
光盘包含库、例程和PDF手册

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作者：才女小丫

技术支持：沈阳广成科技有限公司