一、CAN-BUS介绍
1．CAN的基本概念、特点
CAN 是Controller Area Network的缩写（以下称为CAN），是ISO*1国际标准化的串行通信协议。
CAN 协议如表3 所示涵盖了ISO 规定的OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层。
CAN 协议中关于ISO/OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层，具体有哪些定义如图所示。
. ISO/OSI 基本参照模型
【注】*1 OSI：Open Systems Interconnection （开放式系统间互联）
CAN的特点
CAN 协议具有以下特点。
(1) 多主控制
在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权。
(2) 消息的发送
在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。
(3) 系统的柔软性
与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。
(4) 通信速度
根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。
在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。
(5) 远程数据请求
可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据。
(6) 错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能
所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。
检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。
正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。
(7) 故障封闭
CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。
(8) 连接
CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。
2. CAN协议及标准规格
2.1 ISO 标准化的CAN协议
CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898 标准和ISO11519-2 标准两种。ISO11898和ISO11519-2 标准对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
(1) 关于ISO11898
ISO11898 是通信速度为125kbps-1Mbps 的CAN 高速通信标准。
目前，ISO11898 追加新规约后，成为ISO11898-1 新标准。
(2) 关于ISO11519
ISO11519 是通信速度为125kbps以下的CAN 低速通信标准。
ISO11519-2 是ISO11519-1 追加新规约后的版本。
【注】*1 通信速度
通信速度根据系统设定。
*2 总线长度
总线的长度根据系统设定。
通信速度和最大总线长度的关系如下图所示。
CAN 收发器根据两根总线（CAN_High 和CAN_Low）的电位差来判断总线电平。
总线电平分为显性电平和隐性电平两种。总线必须处于两种电平之一。总线上执
行逻辑上的线“与”时，显性电平为“0”，隐性电平为“1”。物理层的特征如下图所示。
ISO11898、ISO11519-2 的物理层特征
2.2 CAN和标准规格
不仅是ISO，SAE（Society of Automotive Engineers）等其它的组织、团体、企业也对CAN 协议进行了标准化。
基于CAN 的各种标准规格如表 6 所示面向汽车的通信协议以通信速度为准进行了分类。
表 6. CAN 协议和标准规格
3. CAN协议帧发送细节
3.1 帧的种类
通信是通过以下5 种类型的帧进行的。
? 数据帧
? 遥控帧
? 错误帧
? 过载帧
? 帧间隔
另外，数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有11 个位的标识符（Identifier: 以下称ID），
扩展格式有29 个位的ID。
各种帧的用途如表所示。
帧的种类及用途
3.2 数据帧
数据帧由7 个段构成。
数据帧的构成如图所示。
(1) 帧起始
表示数据帧开始的段。
(2) 仲裁段
表示该帧优先级的段。
(3) 控制段
表示数据的字节数及保留位的段。
(4) 数据段
数据的内容，可发送0～8 个字节的数据。
(5) CRC 段
检查帧的传输错误的段。
(6) ACK段
表示确认正常接收的段。
(7) 帧结束
表示数据帧结束的段。
下面对帧的构成进行说明。
数据帧的构成
(1) 帧起始（标准、扩展格式相同）
表示帧开始的段。1 个位的显性位。
数据帧（帧起始）
总线上的电平有显性电平和隐性电平两种。
总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。
“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平。并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。（显性电平比隐性电平更强。）
(2) 仲裁段
表示数据的优先级的段。
标准格式和扩展格式在此的构成有所不同。
数据帧（仲裁段）
【注】ID
标准格式的ID 有11 个位。从ID28 到ID18 被依次发送。禁止高7 位都为隐性。
（禁止设定：ID=1111111XXXX）
扩展格式的ID 有29 个位。基本ID 从ID28 到ID18，扩展ID 由ID17 到ID0 表示。基本ID 和
标准格式的ID 相同。禁止高7 位都为隐性。（禁止设定：基本ID=1111111XXXX）
(3) 控制段
控制段由6 个位构成，表示数据段的字节数。标准格式和扩展格式的构成有所不同。
数据帧（控制段）
【注】*1 保留位（r0、r1）
保留位必须全部以显性电平发送。但接收方可以接收显性、隐性及其任意组合的电平。
*2 数据长度码（DLC）
数据长度码与数据的字节数的对应关系如表8 所示。
数据的字节数必须为0～8 字节。但接收方对DLC = 9～15 的情况并不视为错误。
数据长度码和字节数的关系
(4) 数据段（标准、扩展格式相同）
数据段可包含0～8 个字节的数据。从MSB（最高位）开始输出。
(5) CRC 段（标准/扩展格式相同）
CRC段是检查帧传输错误的帧。由15 个位的CRC 顺序和1 个位的CRC界定符（用于分隔的位）构成。
【注】CRC 顺序
CRC 顺序是根据多项式生成的CRC 值，CRC 的计算范围包括帧起始、仲裁段、控制段、数据段。
接收方以同样的算法计算CRC 值并进行比较，不一致时会通报错误。
(6) ACK段
ACK 段用来确认是否正常接收。由ACK 槽(ACK Slot)和ACK 界定符2 个位构成。
【注】*1 发送单元的ACK段
发送单元在ACK段发送 2 个位的隐性位。
*2 接收单元的ACK段
接收到正确消息的单元在ACK槽(ACK Slot)发送显性位，通知发送单元正常接收结束。这称作“发送ACK”或者“返回ACK”。
发送ACK 的是在既不处于总线关闭态也不处于休眠态的所有接收单元中，接收到正常消息的单元发送单元不发送ACK。所谓正常消息是指不含填充错误、格式错误、CRC 错误的消息。
3.3 遥控帧
接收单元向发送单元请求发送数据所用的帧。遥控帧由 6 个段组成。遥控帧没有数据帧的数据段。
遥控帧的构成如图所示。
(1) 帧起始（SOF）
表示帧开始的段。
(2) 仲裁段
表示该帧优先级的段。可请求具有相同ID 的数据帧。
(3) 控制段
表示数据的字节数及保留位的段。
(4) CRC 段
检查帧的传输错误的段。
(5) ACK段
表示确认正常接收的段。
(6) 帧结束
表示遥控帧结束的段。
遥控帧的构成
? 数据帧和遥控帧的不同
遥控帧的RTR 位为隐性位，没有数据段。
没有数据段的数据帧和遥控帧可通过RTR 位区别开来。
? 遥控帧没有数据段，数据长度码该如何表示？
遥控帧的数据长度码以所请求数据帧的数据长度码表示。
? 没有数据段的数据帧有何用途？
例如，可用于各单元的定期连接确认/应答、或仲裁段本身带有实质性信息的情况下。
3.4 错误帧
用于在接收和发送消息时检测出错误通知错误的帧。错误帧由错误标志和错误界定符构成。
错误帧的构成如图所示。
(1) 错误标志
错误标志包括主动错误标志和被动错误标志两种。
主动错误标志：6 个位的显性位。
被动错误标志：6 个位的隐性位。
(2) 错误界定符
错误界定符由8 个位的隐性位构成。
3.5 过载帧
过载帧是用于接收单元通知其尚未完成接收准备的帧。过载帧由过载标志和过载界定符构成。
过载帧的构成如图所示。
(1) 过载标志
6 个位的显性位。
过载标志的构成与主动错误标志的构成相同。
(2) 过载界定符
8 个位的隐性位。
过载界定符的构成与错误界定符的构成相同。
3.6 帧间隔
帧间隔是用于分隔数据帧和遥控帧的帧。数据帧和遥控帧可通过插入帧间隔将本帧与前面的任何帧（数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧）分开。
过载帧和错误帧前不能插入帧间隔。
帧间隔的构成如图所示。
3.7 优先级的决定
在总线空闲态，最先开始发送消息的单元获得发送权。
多个单元同时开始发送时，各发送单元从仲裁段的第一位开始进行仲裁。连续输出显性电平最多的单元可继
续发送。
仲裁的过程如图28 所示。
3.8 位填充
位填充是为防止突发错误而设定的功能。当同样的电平持续 5 位时则添加一个位的反型数据。
位填充的构成如图所示。
3.9 错误的种类
错误共有 5 种。多种错误可能同时发生。
3.11 位时序
由发送单元在非同步的情况下发送的每秒钟的位数称为位速率。一个位可分为 4 段。
? 同步段（SS）
? 传播时间段（PTS）
? 相位缓冲段1（PBS1）
? 相位缓冲段2（PBS2）
这些段又由可称为Time Quantum（以下称为Tq）的最小时间单位构成。
1 位分为4 个段，每个段又由若干个Tq 构成，这称为位时序。
1 位由多少个Tq 构成、每个段又由多少个Tq 构成等，可以任意设定位时序。通过设定位时序，多个单元可
同时采样，也可任意设定采样点。
各段的作用和Tq 数如表11 所示。1 个位的构成如图所示。
3.12 硬件同步
接收单元在总线空闲状态检测出帧起始时进行的同步调整。 在检测出边沿的地方不考虑 SJW 的值而认为是 SS 段。 硬件同步的过程如图 33 所示。
3.13 再同步
在接收过程中检测出总线上的电平变化时进行的同步调整。
每当检测出边沿时，根据SJW 值通过加长PBS1 段，或缩短PBS2 段，以调整同步。但如果发生了超出SJW值的误差时，最大调整量不能超过SJW 值。
再同步如图所示。
3.2 错误
3.2.1 错误状态的种类
单元始终处于3 种状态之一。
(1) 主动错误状态
主动错误状态是可以正常参加总线通信的状态。
处于主动错误状态的单元检测出错误时，输出主动错误标志。
(2) 被动错误状态
被动错误状态是易引起错误的状态。
处于被动错误状态的单元虽能参加总线通信，但为不妨碍其它单元通信，接收时不能积极地发送错误通知。
处于被动错误状态的单元即使检测出错误，而其它处于主动错误状态的单元如果没发现错误，整个总线也被
认为是没有错误的。
处于被动错误状态的单元检测出错误时，输出被动错误标志。
另外，处于被动错误状态的单元在发送结束后不能马上再次开始发送。在开始下次发送前，在间隔帧期间内
必须插入“延迟传送”(8 个位的隐性位)。
(3) 总线关闭态
总线关闭态是不能参加总线上通信的状态。
信息的接收和发送均被禁止。
这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理，根据计数值决定进入何种状态。错误状态和计数值的关
系如表1 及图 4 所示。
根据DS301的内容进行介绍 1、CAN总线 CAN标准报文
2、CANopen应用层协议 CANopen 协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。同时，CANopen 完全基于CAN 标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。 一个标准的CANopen 节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。 一个标准的CANopen 节点 CANopen 应用层协议细化了CAN 总线协议中关于标识符的定义。定义标准报文的11 比特标识符中高4 比特为功能码，后7 比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（COB-ID）。功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低依次为： 网络命令报文（NMT） 同步报文（SYNC） 紧急报文（EMERGENCY） 时间戳（TIME）
过程数据对象（PDO） 服务数据对象（SDO） 节点状态报文（NMT Err Control） 7 位的节点号则表明CANopen 网络最多可支持127个节点共存（0 号节点为主站）。 下表给出了各报文的COB-ID 范围。 NMT 命令为最高优先级报文，由CANopen 主站发出，用以更改从节点的运行状态。 SYNC 报文定期由CANopen 主站发出，所有的同步PDO 根据SYNC报文发送。 EMERGENCY报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与
处理能力的节点会接收并处理紧急报文。
TIME 报文由CANopen 主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。 PDO 分为4 对发送和接收PDO，每一个节点默认拥有4对发送PDO 和接收PDO，用于过程数据的传递。 SDO 分为发送SDO 和接收SDO，用于读写对象字典。 MT Error Control报文由从节点发出，用以监测从节点的运行状态。 状态机 CANopen 的每一个节点都维护了一个状态机。该状态机的状态决定了该节点当前支持的通讯方式以及节点行为。 初始化时，节点将自动设置自身参数和CANopen 对象字典，发出节点启动报文，并不接收任何网络报文。 初始化完成后，自动进入预运行状态。在该状态，节点等待主站的网络命令，接收主站的配置请求，因此可以接收和发送除了PDO 以外的所有报文。 运行状态为节点的正常工作状态，接收并发送所有通讯报文。 停止状态为一种临时状态，只能接收主站的网络命令，以恢复运行或者重新启动。
CAN总线的浅析CANopen协议 作者：IC 文章来源：本站原创点击数：288 更新时间：2005-5-23 通过采用高层协议将CAN的应用推向深化,和其他的现场总线相比，CAN只定义了物理层和数据链路层的规范（遵循OSI标准），这种设计和CAN规范定义时的历史条件有关，也可以使CAN能够更广泛地适应不同的应用条件，但必然给用户应用带来一些不便。用户在应用CAN协议时，必须自行定义高层协议。 如何将CAN协议的应用推向更深的层次，同时满足产品的兼容和互操作性？国际上通行的办法是发展基于CAN的高层应用协议，只用在应用层上，不同公司的产品才可能实现互操作，好的应用层协议更可以为用户带来系统性能的飞跃。 在CAN总线协议飞速发展的20年中，很多领域都制定了CAN在该领域应用时所采用的高层协议规范。其中，比较著名的有美国汽车工程师协会(SAE)制定的车内通信规范J1939等。这些协议和规范对CAN的推广起了很大的作用，但总体来说，协议的模块化特性都不太好，一般只能应用于特定的领域。为了能够把CAN推广到更多的领域，欧洲一些公司推出了CAL(应用层CAN)协议，尽管CAL在理论上正确，并在工业上可以投入应用，但每个用户都必须设计一个新的子协议，因为CAL 是一个真正的应用层协议。CAL 可以被看作一个应用CAN 方案的必要理论步骤，但在这一领域它不会被推广。从1993 年起，由Bosch公司领导的一个欧洲机构研究出一个协议原型，由此发展成为CANopen规范。 CANopen是一个基于CAL的子协议，采用面向对象的思想设计，具有很好的模块化特性和很高的适应性，通过扩展可以适用于大量的应用领域。在CANopen规范基本完成之后，Bosch将其移交给CIA组织，由其进行维护与发展。在1995年，CIA发表了完整版的CANopen通信子协议；仅仅用了5年的时间，它已成为全欧洲最重要的嵌入式网络标准。 CANopen 不仅定义了应用层和通信子协议，而且为可编程系统、不同器件、接口、应用子协议定义了大量的行规，遵循这些行规开发出的CANopen设备将能够实现不同公司产品间的互操作。另外，CANopen 协议是免许可证的，任何组织和个人都可以开发支持CANopen协议的设备而不用支付版税，这也是CANopen得到迅猛发展的重要原因之一。CANopen目前已在汽车工业控制系统，公共交通运输系统，医疗设备，海运电子设备和建筑自动化系统中取得了广泛的应用，是将CAN应用推向深化的理想选择。 采用CANopen协议 实现通信 CANopen协议中包含了标准的应用层规范和通信规范，其通信模型如图1所示。在CANopen的应用层，设备间通过相互交换通信对象进行通信。良好的分层和面向对象的设计思想将带给用户一个清晰的通信模型。 CANopen设备模型 一个CANopen设备模块可以被分为3部分，如图2所示。 通信接口和协议软件提供在总线上收发通信对象的服务。不同CANopen设备间的通信都是通过交换通信对象完成的。这一部分直接面向CAN控制器进行操作。 对象字典描述了设备使用的所有的数据类型，通信对象和应用对象。是一个CANopen设备的核心部分。对象字典位于通信程序和应用程序之间，向应用程序提供接口，应用程序对对象字典进行操作就可以实现CANopen通信。理解对象字典的概念是理解CANopen模型的关键。 应用程序由用户编写，包括功能部分和通信部分。通信部分通过对对象字典进行操作实现CANopen通信，而功能部分由用户根据应用要求实现。 CANopen网络的通信和管理都是通过不同的通信对象来完成的，为了能够实现通信，网络管理，紧急情况处理等功能，CANopen规范定义了四类标准的通信对象：
CAN总线与CANOpen协议 一CAN总线简介 1．1 引言 在20世纪90年代的汽车研究领域，采用总线分布式控制获得了很大的成功。用户要求汽车的控制系统具有优越的性能以保证汽车的安全性和舒适性，因此越来越多的具有超强计算能力的电子设备加载在汽车上。这就要求不同的电子设备之间能够进行通信和数据交换，以达到信息共享协调工作的目的。德国的博世公司（Bosch）率先将CAN总线（Controller Area Network）应用于汽车电子控制系统，解决了控制系统的部件之间的以及控制系统与测试设备主机的数据交换问题，替代了原有网络（用于车体控制的LIN网络、用于厂内环境控制的MOST 网络及原有车内通信的Flecray网络等）实现的功能。由于其独特的设计思想和高可靠性，在不同总线标准的竞争中获得了广泛的认可，并逐渐成为汽车最基本的控制网络，广泛应用于火车、机器人、楼宇控制、机械制造、数字机床、医疗器械、自动化仪表等领域。 图1.1 早期的ECU（汽车电子控制单元）通信 CAN总线是一种串行通信协议，具有较高的通信速率的和较强的抗干扰能力，可以作为现场总线应用于电磁噪声较大的场合。由于CAN总线本身只定义ISO/OSI模型中的第一层（物理层）和第二层（数据链路层），通常情况下CAN 总线网络都是独立的网络，所以没有网络层。在实际使用中，用户还需要自己定义应用层的协议，因此在CAN总线的发展过程中出现了各种版本的CAN应用
层协议，现阶段最流行的CAN应用层协议主要有CANopen、DeviceNet和J1939等协议。 图1.2 基于总线（CAN）的ECU通信 1.2 CAN总线的特点 CAN总线并不采用物理地址的模式传送数据，而是每个消息有自己的标识符用来识别总线上的节点。标识符主要有2个功能：消息滤波和消息优先级确定。节点利用标识符确定是否接收总线上的传送的消息当有2个或更多节点需要传送数据时，根据标识符确定消息的优先级。总线访问采用多主原则，所有节点都可以作为主节点占用总线。CAN总线相对于Ethernet具有非破坏性避免总线冲突的特点（CSMA/CA协议，与CSMA/CD协议相似），这种方式可以保证在产生总线冲突的情况下，具有更高优先级的信息没有被延时传输。 其物理传输层详细和高效的定义，使得CAN总线具有其它总线无法达到的优势，注定其在工业现场总线中占有不可动摇的地位，CAN总线通信主要具有如下所示的优势和特点： （1）CAN总线上任意节点均可在任意时刻主动的向其它节点发起通信，节点没有主从之分，但在同一时刻优先级高的节点能获得总线的使用权，在高优先级的节点释放总线后，任意节点都可使用总线； （2）CAN总线传输波特率为5Kbps~1Mbps，在5Kbps的通信波特率下最远传输距离可以达到10Km，即使在1Mbps的波特率下也能传输40m的距离。在1Mbps波特率下节点发送一帧数据最多需要134μs； （3）CAN总线采用载波监听多路访问、逐位仲裁的非破坏性总线仲裁技术。在节点需要发送信息时，节点先监听总线是否空闲，只有节点监听到总线空
一、CANOpen总线结构 广播命令 二、通信类型 CANOpen有三种通信方式： 主/从通信方式 服务器/客户端通信方式 生产商/顾客通信方式 2.1主/从通信方式（NMT） 对某一特点功能而言，一个网络中只有一个主机，其他全为从机。由主机发送请求信号，从机发送相应信号（如果需要） 主机发出命令，从机作出响应，但不回送数据
主机发出命令，从机作出响应，同时回送数据确认 2.2服务器/客户端通信方式（SDO） 这种关系指发生在一个服务器和一个客户端之间，客户端发送命令，服务器执行后，回答客户端 2.3生产商/顾客通信方式（SYNC、Time Stamp、EMCY） 这种通信方式有Push和pull两种模式，网络中在这一个生产厂，0或多个顾客。 2.3.1push模式 厂商发送命令，顾客执行，不需回送数据 2.3.2 pull模式 厂商发送命令，顾客执行，回送证实数据
三PDO传送模式 PDO分为TPDO（发送PDO）与RPDO（接收PDO）两种，PDO的传送模式有两种：同步传送与异步传送。同步传送又分为周期传送与非周期传送 3.1同步传送 由某一个同步应用在网路上周期性的发送同步对象，及发送SYNC帧，该同步应用可以是主机也可以是从机
PDO通信参数中的传输类型说明传送模式与触发方式， TPDO：传送类型同时说明其传送率，以基本传送周期的倍数表示。 传送类型为0时，表示当某事件发生后，收到一个同步对象帧（SYNC）时，立刻进行数据传输。（非周期传送） 传送类型为1时，表示当每收到一次同步对象帧（SYNC）时，传送一次数据。（周期传送） 传送类型为n时，表示当每收到n次同步对象帧（SYNC）时，传送一次数据。（周期传送） RPDO：接收是在收到SYNC信号后，运行接收，独立于传输参数定义的传送率。 传输类型 252 为非周期传输，在接收到同步对象后进行采样但不发送，在接收到请求该数据的远程帧后发送。 3.2异步传送 TPDO: 异步传送与SYNC无关， 传输类型 253-255 为异步传输，定义为此三种类型的 TPDO在接收到远程帧或规定的事件发生后进行传输。 3.3触发模式： 触发方式有三种 3.3.1事件触发方式 对于周期性传送，接收到的SYNC报文达到设定数量，相当于出发事件，引起一次发送。 对于非周期性传送由设备子协议设定的事件触发发送 3.3.2定时器触发 当设定的时间达到后，触发一次发送 3.3.3远程帧触发 在收到其他设备发送的远程帧后，启动一次异步传送 3.4PDO协议 PDO的通信模式相当于厂商/顾客的通信模式，包含如下参数： PDO数量：1～512， 用户类型：厂商/顾客 数据类型：由PDO映射确定 禁止时间：n*100ns 索引20h描述PDO的通信参数，索引21描述PDO的映射参数 3.4.1写PDO 使用厂商/顾客模式的PUSH形式，厂商主动发送PDO 3.4.2读PDO 使用厂商/顾客模式的PULL形式，某一顾客发送远程帧，传送发送PDO，这是可选模式，所有的PDO都可以接收，。这种模式若PDO发送的数据量L大于PDO映射定义的数据量n，取前那个数据，若PDO发送的数据量L小于PDO映射定义的数据量n，若顾客支持Emergency报文，发送Emergency报文，错误代码为8210 四SDO传送模式 SDO以段的形式发送，首先发送的是初始化阶段的段，以加速传送方式传送，包含4个以内字节的数据，索引为22h的对象字典描述SDO通信参数。相应的对象字典的条目通过下式计算：
竭诚为您提供优质文档/双击可除can总线与canopen协议 篇一：?canopen协议讲解 根据ds301的内容进行介绍 1、can总线 can标准报文 2、canopen应用层协议 canopen协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。同时，canopen完全基于can标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。 一个标准的canopen节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。 一个标准的canopen节点 canopen应用层协议细化了can总线协议中关于标识符的定义。定义标准报文的11比特标识符中高4比特为功能码，后7比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（cob-id）。功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低
依次为： 网络命令报文（nmt） 同步报文（sync） 紧急报文（emeRgency） 时间戳（time） 过程数据对象（pdo） 服务数据对象（sdo） 节点状态报文（nmterrcontrol） 7位的节点号则表明canopen网络最多可支持127个节点共存（0号节点为主站）。 下表给出了各报文的cob-id范围。 nmt命令为最高优先级报文，由canopen主站发出，用以更改从节点的运行状态。 sync报文定期由canopen主站发出，所有的同步pdo根据sync报文发送。 emeRgency报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与处理能力的节点会接收并处理紧急报文。 time报文由canopen主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。 pdo分为4对发送和接收pdo，每一个节点默认拥有4 对发送pdo和接收pdo，用于过程数据的传递。 sdo分为发送sdo和接收sdo，用于读写对象字典。
一、CAN-BUS 介绍 1．CAN 的基本概念、特点 CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为 CAN ），是ISO*1国际标准化 的串行通信协议。CAN 协议如表 3 所示涵盖了ISO 规定的OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层。 CAN 协议中关于ISO/OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层，具体有哪些定义如图所示。 . ISO/OSI 基本参照模型ISO/OSI 基本参照模型 各层定义的主要项目软件 控制 7 层：应用层 由实际应用程序提供可利用的服务。6 层：表示层 进行数据表现形式的转换。如：文字设定、数据压缩、加密等的控制5 层：会话层 为建立会话式的通信，控制数据正确地接收和发送。4 层：传输层控制数据传输的顺序、传送错误的恢复等，保证通信的品质。 如：错误修正、再传输控制。 3 层：网络层进行数据传送的路由选择或中继。 如：单元间的数据交换、地址管理。 硬件 控制 2 层：数据链路层 将物理层收到的信号（位序列）组成有意义的数据，提供传输错误控 制等数据传输控制流程。如：访问的方法、数据的形式。 通信方式、连接控制方式、同步方式、检错方式。应答方式、通信方式、包（帧）的构成。位的调制方式（包括位时序条件）。 1 层：物理层 规定了通信时使用的电缆、连接器等的媒体、电气信号规格等，以实 现设备间的信号传送。 如：信号电平、收发器、电缆、连接器等的形态。【注】*1 OSI ：Open Systems Interconnection （开放式系统间互联）
CAN的特点 CAN 协议具有以下特点。 (1) 多主控制 在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权。 (2) 消息的发送 在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连 的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利 的单元则立刻停止发送而进行接收工作。 (3) 系统的柔软性 与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在 总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。 (4) 通信速度 根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。 在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度 与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以 有不同的通信速度。 (5) 远程数据请求 可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据。 (6) 错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能 所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。 检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。 正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单 元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。 (7) 故障封闭 CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的 数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。 (8) 连接 CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。 但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连 接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。 2. CAN协议及标准规格
一、CAN-BUS介绍 1．CAN的基本概念、特点 CAN 是Controller Area Network的缩写（以下称为CAN），是ISO*1国际标准化的串行通信协议。 CAN 协议如表3 所示涵盖了ISO 规定的OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层。 CAN 协议中关于ISO/OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层，具体有哪些定义如图所示。 . ISO/OSI 基本参照模型 【注】*1 OSI：Open Systems Interconnection （开放式系统间互联）
CAN的特点 CAN 协议具有以下特点。 (1) 多主控制 在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权。 (2) 消息的发送 在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。 (3) 系统的柔软性 与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。 (4) 通信速度 根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。 在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。 (5) 远程数据请求 可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据。 (6) 错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能 所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。 检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。 正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。 (7) 故障封闭 CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。 (8) 连接 CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。 2. CAN协议及标准规格
CANopen协议介绍（讲义） 2010-10-12 15:58:28| 分类：技术文档| 标签：|举报|字号大中小订阅 很长一段时间以来，很多人问我CANopen 总线优势到底在什么地方，我也大体的给了口头的讲述，但是比较笼统，没办法做到详细解释，加上纯技术的话语比较晦涩，遇上内行还能多聊几句，如果是刚接触的，那就是云里雾里了。这次正好要进行公司业务员培训，要讲讲CANopen，在整理过程中把我的讲义贴出来，希望能帮到大家，以下内容是我讲课的口述内容，比较白话，不能作为资料，大家见谅，鉴于我整理也比较辛苦，也算个小小的知识产权，所以PPT我 就不贴出来了。^-^ 讲义内容： 通常CANopen协议相关的一些资料相对来说比较晦涩，非专业人士看起来比较困难。我尽量以浅显易懂的方式将CANopen 协议的框架和它在实际应用中存在的优缺 点展示给大家。
我按照最先接触的内容由浅入深的讲解，直接讲CANopen协议会有点跳跃的感觉，所以，我以产品作为切入点，分析一下如何使用，在这个过程中，让大家理解什么是CANopen协议。首先，我们拿到一个产品，比方说是编码器，它的用途是作为位置传感器，那我们就需要将编码器送出的数据进行采集。一般自然界中存在的信号有多种形式，大多以模拟量形式存在，类似于人感觉到温度的高低、水流的快慢、风力的大小等等。但这是很模糊的概念，今天热了还是冷了，风大风小，没有比较是很难界定的，为了规范这些量，方便描述时的统一性，温度计量标准有华氏和摄氏、水流有每秒多少立方、风力有级数。这些，就是数字量。数字量在人与人之间传递时，可以通过嘴和耳，语言和听力，在设备之间如何来传递呢？学过数电的人知道，灯泡有两种状态，亮和暗，在最基础的电路回路里，“通”和“断”是两个最基本的状态，我们可以把他理解为“1”和“0”，这样，就有了表述的方法。但是单独使用这两种状态是无法传递信息的，如
机械工程学院机械设计及理论研究所 目录 第一章PDO实例分析 (1) 一、目的： (1) 二、手段： (1) 三、分析： (1) 四、过程： (2) 4.1.对象字典的编写 (2) 4.1.1各节点ID分配表定义 (2) 4.1.2对节点1进行对象字典编写 (2) 4.1.3对节点2进行对象字典编写 (3) 4.1.4对节点3进行对象字典编写 (5) 4.2节点1发送数据至节点2、节点3 (6) 4.2.1节点1发送数据至总线 (6) 4.2.2 节点2、节点3从总线接收数据 (7) 4.3 节点2 发送数据至节点3 (8) 4.3.1 节点2 发送数据至总线 (8) 4.3.2 节点3从总线接收数据 (9) 参考文献 (10)
第一章PDO实例分析 一、目的： 实例的目的如图1-1所示，实现节点1的数据（A、B）传送到节点2、节点3，同时实现节点2传输数据（C、D）至节点3 。 图1-1 数据传输目的 二、手段： 使用PDO进行数据传送。 三、分析： 图1-2 SDO客户/服务器通讯模式[1] PDO通信是基于生产者/消费者（Producer/Consumer）模型，主要用于传输实时数据。产生数据的节点将带有自己节点号的数据放到总线上，需要该数据的节点可以配置为接收该节点发送的数据[3]。
四、过程： 4.1.对象字典的编写 对象字典的结构和条目对于所有设备是共同的，本例中采用索引定位，子索引确定对象的思想构建对象字典，方法是使用结构体定义子索引，子索引结构体的成员变量包含对象的属性（读写权限，数据类型，数据长度等）和指向对象的指针，定义索引时包含指向子索引的指针和子索引数目，对象字典各项在代码中采取如图1-3所示的方式来组织构建，这样可以方便地通过索引和子索引一找到对应的项，对象定义为指针的形式可以通过主站的SDO报文进行读写，实现对对象字典的灵活配置，同时这种方式实现通讯层与应用层共享数据变量的特点。对象字典的条目格式如图1-3所示： 图1-3 对象字典模块结构图 4.1.1各节点ID分配表定义 表1-1 各节点ID分配表 4.1.2对节点1进行对象字典编写 节点1发送数据至节点2、节点3，故需定义TPDO，我们在此处定义为TPDO1。节点1的应用数据区、TPDO1的通讯参数和映射参数在对象字典中的定义分别如表1-2、1-3和1-4所示。 表1-2 节点1的应用数据区在对象字典中的定义 表1-3 节点1的TPDO1通讯参数在对象字典中的定义