CANopen通讯协议笔记

CANopen 通信对象编号

CANopen报文传输采用 CAN 标准帧格式。
这里的CAN-ID也叫COB-ID(C通信对象编号)，Node-ID节点ID，最大128个，范围0-127。

简易CANopen消息

COB-ID 数据结构解析:

COB-ID：Communication Object Identifier,即 CANopen 中对某种通讯对象的报文帧ID，即 CAN 报文的 11 位 ID。代表了一种通讯含义。

Node-ID：节点 ID 号，即 CANopen 网络中的节点地址，CANopen 规定了逻辑上最大 128 个节点，所以 Node-ID 最大为 128（7 位）。COB-ID 和 Node-ID 无必然联系，但在过程数据对象（PDO）和服务数据对象（SDO）中，COB-ID 中包含了 Node-ID。

CANopen整体框架

网络管理（NMT）

CANopen所有节点通信地位平等，区别于普通的CAN有仲裁判断优先级。
网络管理主机 NMT-Master（Network Management-Master）。采用的主从方式，主机节点可以向从节点发送和请求数据。同一个网络中只能有一个主节点，一个或者多个从节点。NMT 主机和 NMT 从机之间通讯的报文就称为 NMT 网络管理报文。

主要任务

协调各个节点的同步、心跳、时间、错误提示等通讯控制，CANopen 还定义了一系列特殊协议（Special protocols）报文作用指挥所有节点的启动、停止。进入预操作状态、复位节点等。

从下图可以看到，预操作状态与操作状态可以互相切换。

以下表格是各种状态下可以运行或操作的指令

节点只要它上线，就会有一个上线报文消息，之后会有心跳报文持续的发送过来，如果没有心跳报文只有上线报文，可能的原因是1.没有设置心跳报文的间隔时间。2.状态没有跳转到预操作状态。

上线报文

不要误以为CAN-ID：0x705是CANopen节点的身份，CANopen节点的身份是0x05才对。那么0x705是什么意思？？ 0x705 = 0x700（心跳报文）+ Node-ID（0x05)，其中的Node-ID才是CANopen节点的身份。

符合CANopen对NMT节点上线报文的定义：CAN-ID = 0x700 + node-ID(0x05 = 0x705，然后长度01，接着数据段是0。

心跳报文

CANopen 应用中通常都要求在线
上电的从站定时发送状态报文（心跳报文），以便于主站确认从站是否故障、是否脱离网络。

CANopen 从站按其对象字典中 1017h 中填写的心跳生产时间（ms）进行心跳报文的发送，而 CANopen 主站（NMT 主站）则会按其 1016h 中填写的心跳消费时间进行检查，假设超过诺干次心跳消费时间没有收到从站的心跳报文，则认为从站已经离线或者损坏。

在CANbus总线上发送以下指令：

CANID : 0x00
帧长度：0x02
帧类型：数据帧
数据段：0x02，0x00（总线上所有节点）
有意思的是，CANopen从站收到该命令后，心跳报文停止了。

1、从时间戳上看到，报文是每1秒发送1次。
2、从CANID = 0x705得到，这个是Node_ID = 0x05的CANopen节点发出来的心跳报文。
3、报文的数据段只有1个字节（7F），表示该CANopen节点处于预操作状态。（在该状态下，PDO功能是关闭的）

CANID : 0x00
帧长度：0x02
帧类型：数据帧
数据段：0x80，0x05（Node-ID为0x05的CANopen节点）（单独对0x05节点开启预操作状态）

过程数据对象（PDO）

SDO服务数据对象

SDO服务数据对象 (Service Data object) 采用服务器客户端模式，这种模式的特色是一问一答。注意CANopen主节点是客户端（主要是索取消息），CANopen从节点是服务器（提供消息）。主要工作特定：有指定被接收节点的地址（Node-ID），并且需要指定的接收节点回应 CAN 报文来确认已经接收，如果超时没有确认，则发送节点将会重新发送原报文。

而 SDO 就相对比较简单固定，发起通讯的“问”SDO 的 CAN 帧 ID 就是 600h +node-ID，这里的 Node-ID 是被问的节点地址，而被问的节点应“答”SDO 的 CAN 帧 ID 就是 580h +node-ID。

这里先提下PDO，PDO 和 SDO 的通讯区别在于，PDO 属于过程数据，即单向传输，无需接收节点回应CAN 报文来确认（无需应答，发送之后不管你有没有收到），从通讯术语上来说是属于“生产消费”模型。

由于需要区分每个 CANopen 节点的输入和输出，所以 PDO 分为 TPDO（发送 PDO）和(接收 RPDO)，发送和接收是以 CANopen 从站节点为参考（如果 CAN 主站就相反）。TPDO和 RPDO 分别有 4 个数据对象，每种数据对象就是 1 条 CAN 报文封装

PDO 的两种传输方式：同步传输和异步传输。

对象字典概述

通用通讯对象十分重要，NMT 主站（CANopen 主站）在启动时，通常都全部或者部分读取所有从站中通用通讯对象中的索引，所以所有的通用通讯对象都必须在CANopen 从站中实现