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请问 有搞 CANOPEN 协议的吗?

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楼主
goodluck09876|  楼主 | 2018-8-21 19:58 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
请问 有搞 CANOPEN 协议的吗?

不知道 哪位大神 可以分享一下!
沙发
god9987| | 2018-8-21 20:00 | 只看该作者
网上有资料 可以移植
你找找资料吧!

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板凳
ADZ2016| | 2018-8-21 20:03 | 只看该作者
有可以移植的 协议栈

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地板
powermaker2568| | 2018-8-21 20:04 | 只看该作者
CANopen是一种架构在控制局域网路(Controller Area Network, CAN)上的高层通讯协定,包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用,也是工业控制常用到的一种现场总线。

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powermaker2568| | 2018-8-21 20:04 | 只看该作者
CANopen的起源,CANopen从何而来?
  德国Bosch公司于1983年研发CAN协议,用于汽车传动系统的网络通讯。之后称为国际标准ISO11898,目前CANopen由非营利组织CiA(CAN in Automaion)进行标准的起草及审核工作,基本的 CANopen 设备及通讯子协定定义在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301. 中。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充,如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。

2. CANopen硬件的优势?
   CAN协议最大的突出特点是错误检测,限制和处理。当CAN设备检测到总线错误时,会拒绝之前接收到的位序列,然后发送“错误帧”,其完全由CAN芯片本身处理,不需要人为编程。
   支持多主站,类似Profibus DP,总线上每个设备都是主站,也是从站,免除了人为仲裁的过程,方便用户开发。
   报文短帧结构,CAN报文通常只有8个字节,数据帧非常短,在抗干扰能力上具有先天的优势。解释一下,为什末短帧结构抗干扰好?如果通讯报文长,发送一帧耗时也就长,加入遇到干扰,辛辛苦苦好不容发送了一条报文,结果因为干扰对方还没有收到,只能嚎啕大哭。
  成本低廉,CAN外设基本在现在主流芯片上都可以找到,20几块钱的MCU都支持CAN外设,有的还支持两个CAN。这里有CiA的积极推广作用。

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powermaker2568| | 2018-8-21 20:05 | 只看该作者
CANopen软件优势?
   CANopen主要有CiA在推广,是非盈利组织,CANopen协议资料,网上一堆,任何人都可以下载到,我们常用的DS301(Draft Standand),DS402,CAN粉丝几乎人手一本,犹如葵花宝典,一定要珍藏一本。
   CANopen协议开发,开源项目非常多,CanFestival就是其中一个,我做过移植,在步科MT4414TE-CAN触摸屏,用在8位单片机上,此源码有点耗费资源,网上有很多基于MCU的精简源码。
   开发完整的CANopen协议栈,是很艰辛的工作,想要做好非常难。难点就在于你对CANopen协议的理解上,比如EMCY,复位节点,是否需要“NO Initialization”,heartbeat,Node guard是否需要?如何处理?这条不能算是其优点。

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powermaker2568| | 2018-8-21 20:05 | 只看该作者
CANopen对于运动控制来说是一款优秀的通讯协议,采用了面向对象的一些设计思路,比如对象字典,过程数据对象(PDO),服务数据对象(SDO)等等。
   CANopen在欧洲已成为最普通的协议,任何一家自动化公司都有CANopen的通讯接口,也成了低配。低配并不代表不好,只是说明其性价比更高。CANopen定义了完整的同步控制机制,使其成为主流的运动控制协议,除了在CAN总线上运行外,还被搬到了以太网上(CANopen over Ethernet),形成了著名的PowerLink,EtherCat工业以太网协议。

   在这里多废话几句,所谓的运动控制总线标准,没有多大意义,因为运动控制技术都掌握在各个厂商手里,每一个稍微大一点的厂商,都有自己的专用运动控制协议,如三菱的SSCNET,安川的MECHATROLINK,倍福的CANOPEN以及EtherCat,施耐德的CANopen,西门子的SiMotion,贝加莱的PowerLink,博世力士乐的SERCOS。
   由于CANopen(可以看DS402,伺服控制标准)在运动控制的优势,尤其是同步控制,不管几流的厂商,在运动控制系统中,多多少少都加入了自己的东西,导致运动控制系统通常是封闭的,很少走互联路线,事实上要做到互联也非常困难。
   二三流厂家,开发自己的CANopen协议,根据自己的需求,将其移至到不同的物理层上去运行,形成自己的运动控制系统,其性能优劣就在于其对CANopen协议的理解程度了。

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powermaker2568| | 2018-8-21 20:05 | 只看该作者
基础:CANopen世界里的九个晦涩概念

1. DCF
   是CAN网络的配置(Config)的数据存档文件。其作用不大,在Codesys软件里就有此选项。

2. EDS
   电子数据表格,是描述一台从站设备的属性,参数的文件,是对从站设备对象字典的描述。比如一台伺服驱动器,如果其内部参数(每个参数对应对象字典中的一个位置,由index,sub-index决定)没有更改,其对应的EDS文件就不会更改。多说一句,不是所有的主控制器都需要使用EDS,比如Beckhoff就不需要,他需要你对CANopen DS301,DS402足够熟悉,人工对齐配置;步科FD,JD伺服按照DS402标准制定EDS文件,用户可直接配置,降低开发周期。

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9
powermaker2568| | 2018-8-21 20:08 | 只看该作者
3. 复位节点
   当设备遇到异常(如从站断线后重连,使用M258测试步科FD伺服),主控会发送“复位节点”,步科的ED伺服复位节点,驱动器恢复出厂值,而且连CAN通讯参数也恢复成默认值。FD,JD伺服是除了CAN通讯参数外,其他配置参数恢复出厂值。

4. EMCY
   紧急报文,从站如伺服,在断电后会发送一条紧急报文,告诉主控其状态,一般伺服断电后,其电容电量能保证其发送该条报文。

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10
powermaker2568| | 2018-8-21 20:08 | 只看该作者
5. 心跳,节点保护
   配置心跳参数,设置心跳周期,心跳消费时间,这个消费者时间实际上是作为一个超时参数。主站收到一个心跳后,开始计时,如果在超时时间内没有收到下一个心跳,则认为从站离线,并报告错误,按照用户配置的错误处理方法处理。
网络中的每个节点都可以配置心跳,主站可以监听从站,从站可以监听主站,从站还可以监听从站。这里有一个生产者、消费者的概念,总线上的设备定义自己是心跳的生产者,还是消费者。生产者产生心跳,消费者监听心跳,然后在捕捉到异常后�做出对应的处理。
   个人认为心跳作用不大,假设某个设备断线,重连后复位节点,而此设备刚好是使用了原点功能的伺服呢?断电上电后,原点位置改变。所以在一些客户应用中,出现此情况,小伙子,你麻利的,赶快断电重启吧。

   节点保护,其作用类似心跳,但可以读取从站设备的CANopen通讯状态(初始化,预操作,操作中,停止),属于DS301的范畴。

6. DS301和DS402的区别
   DS301就是一个通讯协议栈,DS402是建立在DS301的上层协议,属于伺服类的控制协议,协议中规定好每个对象字典值得作用,比如0x6040,是控制字。DS402把一个伺服应该具有的功能都定义好了,开发厂家按照协议定义即可。

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11
powermaker2568| | 2018-8-21 20:08 | 只看该作者
7. 对象字典
   从软件的角度来说,对象字典本质就是一些数据结构的集合。可以这么理解,把对象字典看做是一本书,CANopen设备的行为准则是要参考这本书的,不管它做什么,只要它的行为要参考对象字典,就必须先查阅字典,再决定要不要做。比如它什么时候发送TPDO,这个行为是需要查询对象字典中对应于TPDO的传输类型以及Event timer。还有就是像PDO映射的原理,比如我要发送的数据,都是去查询这本书,看下它那里写的什么内容,然后我在把这部分内容以PDO的形式发送出去。
   例如你的程序收到了一笔CAN报文,由于可以访问对象字典的对象是SDO,首先要判断它是SDO对象,那么你的程序就需要按照SDO中指定的索引和子索引去查找对象字典(一个排好序的数据结构集),找到相应的对象后按照SDO中的指令去操作这个对象,例如把一个值赋给字典中的变量。

8. SDO
  这个很简单,就是类似串口的一发一回模式,主站发送请求帧,从站回复应答帧。
  大家看几个例子就明白了。

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12
powermaker2568| | 2018-8-21 20:10 | 只看该作者
To write the 1 byte data : 0xFD in the object dictionary of node 5, at index 0x1400, subindex 2, sends :
605 2F 00 14 02 FD 00 00 00
If success, the node 5 responds :
585 60 00 14 02 00 00 00 00
To write the 4 bytes data : 0x60120208 in the object dictionary of node 5, at index 0x1603, subindex 1, sends :
605 23 03 16 01 08 02 12 60
If success, the node 5 responds :
585 60 03 16 01 00 00 00 00

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13
carefull3357dc| | 2018-8-21 20:13 | 只看该作者
1.物理层非常稳定;2. 数据链路层可靠,因为相比其他所有总线,只有CAN可以做到达到汉明间距(Hamming Distanz)为6,能够检测报文里多达5个随机引入的位错误及15位突发性错误。3. 灵活,兼容性高;4. 可互操作性高;5. 价格低 (对于设备生产商来说);6. CAN产品尺寸小,节省空间;7.支持冗余备用

折叠编辑本段对象字典

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14
carefull3357dc| | 2018-8-21 20:13 | 只看该作者
CANopen 设备都需要具备对象字典,用来设定设备组态及进行非即时的通讯。对象字典的entry 定义如下:

索引 (Index):对象 16 位元的位址。 对象名称 (Object name):一个代表对象的 symbolic type,可以是阵列、纪录或只是一个变量。 名称 (Name):描述此 entry 的字串。 形态 (Type):变量的资料形态。 属性 (Attribute):提供此 entry 是否可读/可写的资料,有下列四种:可读/写、只读、唯写、只读常数。 必须 (Mandatory)/可选 (Optional)字段定义属于特定设备规范下的设备,是否必须实现某些对象。 在 CANopen 标准中定义了对象字典中的基本资料型态,包括逻辑值、整数及浮点数。也定义了复合对象:如阵列、记录及字串。复合对象用一个 8 位元的数值作为其子索引(subindex)。记录或阵列中子索引 0 的位置记录此数据结构的元素个数,资料型态为 UNSIGNED8。

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carefull3357dc| | 2018-8-21 20:19 | 只看该作者
请教大神CanFestival移植完之后怎么调试


移植到STM32F103C8上,按照教程移植,把报的错都处理好了,但是不知道怎么使用CanFestival。
请教大神,CanFestival有没有什么详细资料的?直接看程序有点看不懂,光一个CO_Data结构体都看到怀疑人生了。。。

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16
carefull3357dc| | 2018-8-21 20:19 | 只看该作者
CAN组网就必须得要应用层协议,原因就在于

  * 便于网络管理与控制

  * 确认数据的收发

  * 发送大于8个字节的数据块(CAN每帧数据传输大小为8字节)

  * 为不同节点分配不同的报文标识符

  * 定义帧报文的内容及含义(这在我看来是最主要的原因)

  * 网络的监控,节点故障的诊断与标识

  CAN上层协议有许多,用大家都公认的,便于产品的兼容,因此,CANopen成为备选项。

  

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17
engineerDC| | 2018-8-21 20:20 | 只看该作者
CANopen有个开源协议栈【CANFestival】,同时有一位大神已经做了移植并记录,在此就厚着脸皮转载过来以做备份。

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engineerDC| | 2018-8-21 20:21 | 只看该作者
前段时间学习了CanOpen协议,到网上下载的CanFestival3-10源码,移植到VC、QT、STM32等平台,由于网上的资源较少,走了不少弯路,移植好使用过程中才逐渐暴露出各种问题,比如OD字符串传输、心跳时间不准确等等,现在已经解决了遇到的所有问题,移植出来的工程能够完好支持CanOpen协议,花了点时间,整理出一个简单易用的移植方法说明,也写了一些比较实用的调试工具,本来还想整理SDO、PDO、EDS文件装载等相关知识的,可惜比较忙,等什么时候有空了再整理其他的吧!先把移植的贴上来,希望能帮到大家。
  如果是第一次,整个移植过程还比较麻烦,需要有耐心,按照下面说的一步步来肯定可以的,移植成功一次后,再移植到其他平台就非常轻松了。

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engineerDC| | 2018-8-21 20:22 | 只看该作者
网上下载CanFestival源码CanFestival-3-1041153c5fd2,解压出来,并将文件夹名字改为CanFestival-3-10,我们移植需要用到的源文件在CanFestival-3-10\src目录下,头文件在CanFestival-3-10\include目录下。

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20
engineerDC| | 2018-8-21 20:22 | 只看该作者
接下来开始移植:
步骤一:
在新建好的工程目录下新建文件夹CanFestival,再在CanFestival下新建文件夹driver、inc和src,再在inc文件夹下面新建
stm32文件夹(我这里主要以移植到stm32为例说明,如果是移植到VC或其他平台下,这里也可以命名为其他名字,如vc)。

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