CANopen协议实现: 在STM32F103C8T6上应用CANopen协议

# 1. CANopen协议概述**

CANopen协议是一种基于CAN总线的通信协议，广泛应用于工业自动化、医疗设备和交通运输等领域。它提供了一种标准化的方式，使不同制造商的设备能够相互通信和协作。CANopen协议基于CAN总线物理层，并定义了数据链路层和应用层协议。

CANopen协议的主要特点包括：

* **面向对象：**设备通过对象字典进行通信，其中包含设备的配置、状态和控制信息。
* **分布式：**每个设备都是网络中的一个节点，负责管理自己的对象字典。
* **实时性：**CANopen协议使用CAN总线，提供可靠和实时的通信。
* **多主站：**网络中可以有多个主站，负责管理网络并协调通信。

# 2. STM32F103C8T6微控制器简介

### 2.1 硬件架构和外设

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，具有以下硬件架构：

- **内核：** ARM Cortex-M3，主频高达72 MHz
- **存储器：** 64 KB Flash，20 KB SRAM
- **外设：**
- 2个CAN总线接口
- 3个UART接口
- 2个SPI接口
- 2个I²C接口
- 1个USB接口
- 1个12位ADC
- 1个16位定时器
- 多个通用I/O端口

### 2.2 CAN总线接口

STM32F103C8T6微控制器具有两个CAN总线接口，称为CAN1和CAN2。这些接口符合ISO 11898标准，支持以下特性：

- **数据速率：** 最高1 Mb/s
- **报文格式：** 标准帧和扩展帧
- **错误处理：** 自动错误检测和重传
- **中断处理：** 可配置的中断源，用于接收、传输和错误事件

**CAN总线接口寄存器**

CAN总线接口的寄存器位于以下地址范围：

- **CAN1：** 0x40006400 - 0x400067FF
- **CAN2：** 0x40006800 - 0x40006BFF

**代码块：CAN总线接口初始化**

// CAN总线初始化函数
void CAN_Init(void) {
    // 设置CAN时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);
    // 初始化CAN1
    CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;
    CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;  // 不使用时间触发通信模式
    CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;  // 不使用自动离线管理
    CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;  // 不使用自动唤醒模式
    CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;  // 不使用非自动重传模式
    CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;  // 不使用接收FIFO锁定模式
    CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;  // 不使用发送FIFO优先级
    CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;  // 设置为正常模式
    CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;  // 同步跳跃宽度为1个时间量子
    CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_3tq;  // 时间段1为3个时间量子
    CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_2tq;  // 时间段2为2个时间量子
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 4;  // 波特率分频系数为4
    CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);
    // 初始化CAN2
    CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 8;  // 波特率分频系数为8
    CAN_Init(CAN2, &CAN_InitStructure);
}

**逻辑分析：**

这段代码初始化了STM32F103C8T6微控制器的CAN1和CAN2接口。它配置了CAN总线模式、同步跳跃宽度、时间段1和时间段2，以及波特率分频系数。

**参数说明：**

- `CAN_TTCM`：时间触发通信模式使能标志
- `CAN_ABOM`：自动离线管理使能标志
- `CAN_AWUM`：自动唤醒模式使能标志
- `CAN_NART`：非自动重传模式使能标志
- `CAN_RFLM`：接收FIFO锁定模式使能标志
- `CAN_TXFP`：发送FIFO优先级使能标志
- `CAN_Mode`：CAN总线模式
- `CAN_SJW`：同步跳跃宽度
- `CAN_BS1`：时间段1
- `CAN_BS2`：时间段2
- `CAN_Prescaler`：波特率分频系数

# 3.1 CANopen协议栈的配置

#### CANopen协议栈的初始化

CANopen协议栈的初始化过程需要配置CAN控制器、CANopen对象字典和通信参数。

**CAN控制器配置**

CAN_InitTypeDef  CAN_InitStructure;
CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;
CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;