CANopen如何在智嵌物联CAN产品中应用的-1DARA8A

一、CAN 和 CANopen 介绍

CAN（Controller Area Network）通信因其高效率和高稳定性被广泛应用于汽车电子、工业自动化和物联网通信系统。 CANopen 是基于 CAN 的通信子协议，是为产品组件的内部网络通信而开发的系统。其子协议 CiA401 规范了数字输入、数字输出和模拟采集的相关使用方法。 ZQWL的ZQWL开发的带有CAN通讯接口的采集与控制终端模块均实现CANopen CiA401协议，可以方便地接入现有的CAN控制网络系统，缩短开发周期，节省开发成本。本文以ZQWL开发的产品ZQWL-IO-1DARA8A为例，介绍CANopen在ZQWL CAN产品中的应用。

准备产品IO控制模块1DARA8和USB-CAN调试器（ZQWL-UCAN-5C111）：

模块支持标准的CANopen（CiA401）协议，用户可以直接连接到CANopen通讯网络或简单配置后更换原有的CANopen设备。模块主要功能包括：

●1个TPDO，用于传输数字输入状态（DI）。

●1个RPDO，用于接收开关量输出状态（DO）。

●NMT服务器功能，处理NMT主机发送的命令。

●SDO功能，配置和读取CANopen字典。

● DI极性控制、全局中断控制、单个DI中断控制和DI电平触发模式控制（任意变化触发、Low to High触发或High to Low触发）。

●DO极性控制：可在设备发生故障或收到停止命令后配置DO状态。

●可配置CAN波特率。

● 将整个对象字典保存到闪存并将整个对象字典恢复为出厂默认设置。

CANopen的CiA401设备子协议详细描述了对象字典的定义和功能。该模块实现了 DI/DO 部分。模块的对象字典如下：

注意下面所有的测试条件都是：Node ID是1； CAN 波特率和对象字典为默认值。

二、开机和心跳包测试

模块上电时会发送一条Boot up消息：id为701，数据为00。

本模块默认心跳时间为0X0BB8（3000ms）。模块上电后，发送的心跳消息如下（使用我司生产的usb-can调试器）：

注意以上修改的参数不保存在flash中，模块掉电或复位后心跳包时间还是原来的值。如果用户想保存到flash，可以使用索引1010，具体操作方法如下。

三、NMT 命令测试

模块内置NMT服务器功能，可根据NMT命令切换工作状态。模块上电初始化成功后，会自动进入预运行模式（PreOperational）。此时，模块会发送心跳消息，数据为 7f，CAN id 为 701，如上节所述。

根据NMT命令规范，演示如下：

①进入操作模式（Operational）

发送can id为00，数据为01 01的消息；

模块进入停止模式，心跳包数据变为04，如上图。进入停机模式时，继电器输出状态可通过索引6206和6207判断，具体请参考以下内容。

③复位指令

用can id 00和data 81 01发送消息：

模块复位并发送Boot up消息；心跳包数据变为7f，模块自动进入预运行模式（PreOperational），如上图所示。

其他模式的切换参考标准CANopen通讯协议。

四、DO 输出命令测试

模块通过RPDO1接收数据，控制DO的输出。根据RPDO1的通信参数可知，对端COB-ID为0x0200+Node ID，即0x0201。 DO的状态可以通过发送一个can id为0x0201、，数据长度为1字节的标准帧来控制。注意，该命令仅在模块处于工作模式时有效。 1字节数据与继电器的对应关系为：

例如打开第一个继电器DO，可以发送如下数据：

CAN 帧 ID：0x0201；

CAN 数据：0x01；

Bit值的含义：0为正逻辑； 0 为负逻辑。

索引6202（子索引01）默认值为0x00，均为正逻辑。用户可以通过SDO命令修改DO输出极性对象6202的值来改变输出极性，如改为0xff , 然后，模块收到上述数据后，会关闭第一个继电器，打开其他继电器。

当然你也可以使用SDO命令读取对象索引6200和子索引01来获取DO状态。

五、DI默认参数测试

模块通过TPDO1发送DI开关量输入状态。是否触发TPDO1的发送由以下条件决定：

①TPDO1的通讯参数配置（索引1800）;

②DI全局中断配置（索引6005，子索引01）;

③DI中断触发方式（索引6006/6007/6008）;

④模块当前的工作模式；

首先看第一个条件。根据对象字典的默认配置，RPDO1的默认通信参数为：

TPDO1的COB-ID为0x0180+Node ID（索引1800，子索引01），即0x0181；

TPDO1的通信类型为0xFF（索引1800，子索引02），即事件触发方式；

TPDO1的抑制时间为0x00（索引1800，子索引03），即不抑制；

TPDO1的事件定时器为0x00（索引1800跑字典用服务器吗，子索引05），即未启用；

所以第一个条件是switch事件触发。

看第二个条件，根据对象字典的默认配置，DI全局中断为TRUE，即开启状态。

看第三个条件跑字典用服务器吗，根据对象字典的默认配置，在DI中断触发模式下，DI_any_change（索引6006，子索引01）的值为0xFF；Low_to_High（索引6007） , sub-index 0) 1） has value 0x00; How_to_Ligh (index 6008, sub-index 0 1） has value 0x00;

看第四个条件，TPDO1只有在模块处于工作模式时才能触发。

从上面的配置可以看出，在操作模式下，当DI有任何变化时，都会触发中断。

DI的状态值存储在索引6000的对象中，DI输入的极性存储在索引6002的对象中。下图为TPDO1的触发逻辑关系：

索引6003的对象处于禁用状态，即DI没有被过滤，因为在读取硬件输入状态时已经做了延迟去抖动处理。

TPDO1的数据（索引6000，子索引01)为1字节，与DI对应关系为

默认参数下，当DI变化时，模块输出如下：

上图中，序号000001是第一个通道DI有触发（低电平变为高电平）；

序号000004是第一个DI的触发（高电平变为低电平）。

当然你也可以使用SDO命令读取对象索引6000和子索引01来获取DI的状态。

六、DI定时上传设置测试

可以使用SDO命令在通讯参数对象（索引1800，子索引05）中写入事件定时器，实现DI状态的定时上传，例如写入0x00c8（20< @0）ms 到这个对象）：

发送CAN帧ID为0x0601，数据为：2b 00 18 05 c8 00 00 00

模块收到后，每200ms上传一次（触发TPDO1）.

TPDO1的禁止时间也可以用同样的方法设置。

七、DI同步上传设置测试

可以使用SDO命令在通讯参数对象中写入通讯类型（索引1800，子索引02）和对象子索引1005（同步COB-ID），实现同步上传DI状态，注意通讯类型 value值必须为1~240（十进制），表示模块接收到值同步帧会触发一次TPDO1，例如设置为0x01：

发送CAN帧ID为0x0601，数据为：2f 00 18 02 01 00 00 00

八、对象字典恢复测试

模块可以使用SDO命令操作索引1011的对象，将整个对象字典恢复到出厂状态。

目前只支持恢复整个对象字典功能。

发送：CAN帧ID为0x0601，数据为：23 11 10 01 64 61 6f 6c；模块收到后，将整个对象字典恢复为出厂默认参数：