CAN总线基础与CANopen协议解析

本文档主要介绍了CAN总线的基础知识，特别是CANopen协议的相关内容，包括CAN协议报文格式、CANopen对象字典以及通讯对象和报文的详细结构。 1、CAN总线基础知识 CAN（Controller Area Network）总线是由CAN_H和CAN_L两根线构成，它们通过两线间的电压差来传输数据。在ISO11898标准中，当电压差超过一定阈值时，我们称其为显性位（用'0'表示），而电压差为0时则称为隐性位（用'1'表示）。在总线冲突时，若有一个器件发送的是显性位，总线状态将被置为显性。 2、CAN协议报文格式 CAN协议报文由多个字段组成，包括帧起始（一个显性位）、帧结尾（7个连续隐性位）、仲裁场、控制场与数据场、CRC场、校验部分以及应答场。其中，仲裁场用于确定优先级，控制场定义了帧类型（标准帧或扩展帧），数据场则携带实际的数据，CRC用于错误检测，结束符和应答场则是保证正确接收的重要部分。 3、CANopen对象字典 CANopen对象字典是CANopen协议的核心组成部分，它存储了所有节点的配置信息。字典由索引和子索引标识，具有读写属性、数据类型和大小。例如，一个16bit整型数据的示例可能如下所示：0x1234索引，0x01子索引，可读写，数据类型为int，大小为sizeof(int)。字典分为不同区域，如通信对象子协议区、制造商特定子协议区等，便于管理和组织数据。 4、CANopen通讯对象 通讯对象包括通用通讯对象、SDO参数对象、安全对象等。这些对象定义了节点之间的通信行为，如如何传输和接收数据，以及如何处理SDO（Service Data Object）和安全相关的通信。 5、CANopen通讯报文 CANopen通讯报文基于CAN报文，但增加了NMT（Network Management）控制、PDO（Process Data Object）传输、SDO传输等功能。PDO用于实时数据交换，SDO用于非实时参数配置，NMT则用于网络管理，确保系统的正常运行和故障恢复。 CANopen协议建立在CAN总线之上，通过定义严谨的报文格式和对象字典，实现了一套高效、可靠的网络通信机制。了解这些知识点对于理解和应用CANopen协议至关重要，尤其是在进行多设备交互或项目交接时，统一的标准能有效避免沟通障碍。