资源说明:1 引言
CANopen是一种架构在控制局域网路(Control Area Network, CAN)上的高层通讯协定,包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用,也是工业控制常用到的一种现场总线。
CANopen 实作了OSI模型中的网络层以上(包括网络层)的协定。CANopen 标准包括寻址方案、数个小的通讯子协定及由设备子协定所定义的应用层。 CANopen 支援网络管理、设备监控及节点间的通讯,其中包括一个简易的传输层,可处理资料的分段传送及其组合。一般而言资料链结层及实体层会用CAN来实作。除了 CANopen 外,也有其他的通讯协定(如EtherCAT)实作 CANop
嵌入式系统中的CANopen协议栈开发是工业自动化领域中不可或缺的一部分,特别是在基于ARM技术的嵌入式系统中。CANopen是一种建立在CAN(Control Area Network)基础之上的高层通信协议,广泛应用于嵌入式系统和工业控制环境,作为现场总线系统。它遵循OSI模型,实现了网络层以上的协议,包括网络管理、设备监控和节点间通信功能。
CANopen协议栈包含了多个组成部分,如寻址方案、通讯子协议和设备子协议。这些子协议定义了应用层的具体行为,如NMT(Network Management)、PDO(Process Data Object,用于实时数据传输)和SDO(Service Data Object,用于非实时数据交换)。传输层则负责数据的分段和重组,通常基于CAN层进行实现。此外,CANopen还支持其他通信协议,如EtherCAT,它们同样基于CAN物理层进行扩展。
TinyARM模块是一个嵌入式CANopen从站实现的例子,它内置了CANopen协议,使得开发人员能够快速构建符合国际标准的工业现场总线系统。该模块提供了网络管理、TPDO(Transmit Process Data Object,实时数据发送)、RPDO(Receive Process Data Object,实时数据接收)、SDO、同步消息和紧急事件等功能,并可以根据不同设备的需求支持多种协议描述规范。
在TinyARM的CANopen协议栈配置中,开发者需要关注硬件资源的配置,如CANopen RUN和ERROR指示灯的I/O端口映射。这涉及到状态机的控制,状态机应包含Initialization、Pre-operational、Operational和Stopped四个状态,以响应NMT消息并切换状态。对象字典是CANopen设备的核心,它是一个16位索引的变量数组,可以存储配置信息和设备数据。
配置还包括指示灯端口的设置,遵循DS303-3标准,使用绿色和红色LED显示运行和错误状态,并通过特定的API函数进行控制。参数存储功能则涉及到数据的保存和恢复,需要根据硬件特性实现相应的函数,如_TgtCavInit、_TgtCavOpen和_TgtCavClose等。
开发过程中,开发者还需要关注CANopen协议栈的API函数库,这些库函数简化了CANopen设备的开发工作。通过这些库函数,开发者可以轻松地实现CANopen协议的功能,创建具有特定功能的嵌入式设备,例如控制器和数据采集设备,并与其他CANopen主站设备一起构建完整的CANopen网络,以实现分布式监控系统的快速搭建。
嵌入式CANopen协议栈开发是实现工业自动化系统的关键步骤。通过理解CANopen协议的架构和组件,结合TinyARM等模块,开发者能够高效地设计和实现符合工业标准的嵌入式设备,进一步提升工业自动化系统的性能和可靠性。
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