CANopen協(xié)議在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

作者：時(shí)間：2009-03-31 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢

通過(guò)服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象 SDO 可以訪問(wèn)一個(gè)設(shè)備的對(duì)象字典。為了使通訊得到確認(rèn)，一個(gè) SDO 需要兩個(gè)帶有不同標(biāo)識(shí)符的 CAN 數(shù)據(jù)幀，通過(guò) SDO ，在兩個(gè)設(shè)備問(wèn)可以建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，被訪問(wèn)對(duì)象字典的設(shè)備是 SDO 通訊的服務(wù)器，一個(gè)設(shè)備可以支持多個(gè) SDO 對(duì)象，但是，至少有一個(gè) SDO 在一個(gè)設(shè)備中被支持。

(3) 特殊功能對(duì)象協(xié)議提供了特定應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)同步，時(shí)間戳和緊急報(bào)文傳輸。

(4) 網(wǎng)絡(luò)管理 (NMT) 協(xié)議提供了網(wǎng)絡(luò)初始化，錯(cuò)誤控制和設(shè)備狀態(tài)控制服務(wù)。

在 CANopen 網(wǎng)絡(luò)中，需要一個(gè)節(jié)點(diǎn)履行 NMT 的 Master( 主節(jié)點(diǎn) ) 功能。其他節(jié)點(diǎn)作為 NMT的 Slave( 從節(jié)點(diǎn) ) 。 NMT 提供了以下功能：模塊控制服務(wù) ( 初始化參加網(wǎng)絡(luò)通訊的從點(diǎn) ) ；錯(cuò)誤控制服務(wù) ( 管理節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)通訊的狀態(tài) ) ；配置控制服務(wù) ( 上傳和下載網(wǎng)絡(luò)的配置據(jù) ) 。

(5) 層設(shè)置服務(wù) (LSS) 協(xié)議用來(lái)配置 CAN 總線通訊參數(shù)和設(shè)備參數(shù)。

使用 CANopen 協(xié)議定義的 LSS 報(bào)文實(shí)現(xiàn)對(duì) CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的配置，包括節(jié)點(diǎn) ID ，通訊波特率，儀器的產(chǎn)品號(hào)、序列號(hào)等。 LSS 報(bào)文在 CANopen 協(xié)議通訊中是可選的，可以在節(jié)點(diǎn)初始化時(shí)直接指定節(jié)點(diǎn) ID ，通訊速率等參數(shù)，它的使用可以提高系統(tǒng)靈活性。

3 通信網(wǎng)絡(luò)的 CANopen 協(xié)議實(shí)現(xiàn)

3.1 自調(diào)勻整系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本并條機(jī)自調(diào)勻整系統(tǒng)由鍵盤顯示控制器、 DSP 控制器、 A 孔伺服電機(jī)控制器、 B 孔伺服電機(jī)控制器、 PLC 邏輯控制器和 PC 機(jī)監(jiān)控組成，各節(jié)點(diǎn)在 CAN 總線的基礎(chǔ)上采用 CANopen 協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊，完成系統(tǒng)預(yù)定義的功能。圖 2 所示為 A 孔開(kāi)環(huán)式并條機(jī)自調(diào)勻整原理圖。

3.2 硬件部分

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/158137.htm

DSP 控制器部分為整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算、工作控制。下面主要說(shuō)明 DSP 控制器的 CANopen 協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

采用集成 CAN 模塊的 TMS 320F 2810 DSP 實(shí)現(xiàn)，它有多達(dá) 32 個(gè)郵箱，占用 512 B RAM ，都可以配置為發(fā)送或接收郵箱，且都有一個(gè)可編程的接收屏蔽寄存器。這樣就使數(shù)據(jù)傳輸更加方便靈活、信息量大大增加。圖 3 為 DSP 控制器 CAN 總線部分驅(qū)動(dòng)電路圖，分別選用 TMS320F 2810 的 64 引腳 CANTXA 和 65 引腳 CANRXA 作為 CAN 總線的發(fā)送和接收引腳。采用 ADuM1100 高速數(shù)字隔離器替代傳統(tǒng)的光電耦合器。采用 MCP2551 作為高速 CAN 收發(fā)器，具有差分發(fā)射和接收能力，可將許多節(jié)點(diǎn)與同一網(wǎng)絡(luò)相連接。

3.3 軟件部分

根據(jù) CANopen 協(xié)議軟件框架，分別設(shè)置了 NMT 報(bào)文、 SYNC 報(bào)文、 SDO 報(bào)文、 PDO 報(bào)文和 Heartbeat 報(bào)文，并針對(duì) DSP 控制器從節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)及其與各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，設(shè)置了各報(bào)文的 COB － ID ，見(jiàn)表 3 。

在系統(tǒng)中鍵盤顯示控制器為主節(jié)點(diǎn)，通過(guò)液晶顯示監(jiān)控各從節(jié)點(diǎn)信息，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)檢測(cè) 4 個(gè)從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的周期性心跳報(bào)文 (Heartbeat) 來(lái)判斷各個(gè)從節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)。圖 4 為 DSP 控制器從節(jié)點(diǎn)的 CANopen 協(xié)議通訊流程：在系統(tǒng)上電后，首先向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送 Boot-up 報(bào)文，通知主節(jié)點(diǎn)進(jìn)入 Pre-operational 狀態(tài)，等待主節(jié)點(diǎn)的 SDO 報(bào)文訪問(wèn)對(duì)象字典，在完成對(duì)象字典的配置后，等待接收主節(jié)點(diǎn)的 NMT 報(bào)文進(jìn)入 Operational 狀態(tài)，開(kāi)始 PDO 報(bào)文的發(fā)送及接收，完成信息數(shù)據(jù)的交換，實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)控制。