CANopen协议详解：应用层与节点状态机

"CANopen协议是建立在CAN（Controller Area Network）总线基础之上的高层通信协议，旨在提供一种标准化的方式来管理和协调CAN网络上的不同设备通信。CANopen协议不依赖特定的应用，它提供了高配置灵活性、高效数据传输和低实现复杂度。其核心特点是基于CAN标准报文格式，无需扩展报文支持，网络中最多可容纳127个节点，且该协议是开源的。" CANopen协议详解： 1. CAN总线：CAN（Controller Area Network）是一种多主总线的串行通信协议，广泛应用于汽车、工业自动化等领域。CAN报文由11位标识符（ID）区分，用于定义消息的优先级和功能。CANopen在其基础上增加了应用层，以提供更高级别的通信服务。 2. CANopen应用层协议：CANopen应用层构建于数据链路层之上，它细化了CAN报文的标识符定义，将11位ID中的高4位作为功能码，低7位作为节点号，统称为通讯对象标识符（COB-ID）。这使得报文分为7个优先级，包括网络命令（NMT）、同步（SYNC）、紧急（EMERGENCY）、时间戳（TIME）、过程数据对象（PDO）、服务数据对象（SDO）和节点状态报文（NMTErrControl）。 3. 功能码详解： - NMT：网络管理报文，由主站发送，用于改变从站的工作状态。 - SYNC：同步报文，由主站周期性发送，用于同步PDO的发送。 - EMERGENCY：紧急报文，从站在发生紧急情况时发送，所有节点都能接收并处理。 - TIME：时间报文，由主站发送，同步从站的内部时钟。 - PDO：过程数据对象，分为发送PDO和接收PDO，每个节点有4对，用于传输过程数据。 - SDO：服务数据对象，用于读写对象字典，分发送和接收。 - NMTErrControl：节点错误控制报文，从站发送，监测自身运行状态。 4. 状态机：每个CANopen节点都有一个状态机，控制节点的通信方式和行为。初始状态为预设定，自动设置参数和对象字典，只发送节点启动报文。预运行状态中，节点等待主站命令并接收配置请求，可接收除PDO外的所有报文。运行状态是正常工作状态，接收和发送所有通讯报文。停止状态是临时状态，限制节点通信。 CANopen协议通过定义标准的通信流程和节点行为，简化了CAN网络的集成和设备间的通信，确保了网络的稳定性和可靠性。