轻松掌握CANOpen最难理解的对象字典

时间：2016-01-06 16:48:17

关键字： canopen 控制局域网路

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[导读]摘要：CANopen是一种架构在控制局域网路(Controller Area Network, CAN)上的高层通讯协议，其中对象字典是协议中最为核心的概念，透彻掌握其相关内容，运用CANOpen将会如鱼得水，游刃有余。

摘要：CANopen是一种架构在控制局域网路(Controller Area Network, CAN)上的高层通讯协议，其中对象字典是协议中最为核心的概念，透彻掌握其相关内容，运用CANOpen将会如鱼得水，游刃有余。

CANopen对象字典(OD: Object Dictionary)是CANopen协议最为核心的概念。所谓的对象字典就是一个有序的对象组，描述了对应CANopen节点的所有参数，包括通讯数据的存放位置也列入其索引，这个表变成可以传递形式就叫做EDS文件(电子数据文档Electronic Data Sheet)。对象字典，就像体检表，具备这个人每个功能的参数，便于用人单位(主站)进行合理分配工作。如图 1所示。

图 1 对象字典与体检表

每个对象采用一个16位的索引值来寻址，这个索引值通常被称为索引，其范围在0x0000到0xFFFF之间。为了避免数据大量时无索引可分配，所以在某些索引下也定义了一个8 位的索引值，这个索引值通常被称为子索引，其范围是0x00到0xFF之间。

每个索引内具体的参数，最大用32位的变量来表示，即Unsigned32，四个字节。

每个CANopen设备都有一个对象字典，使用电子数据文档(EDS文件)来记录这些参数，而不需要把这些参数记录在纸上。对于CANopen网络中的主节点来说，不需要对CANopen从节点的每个对象字典项都访问。

CANopen对象字典中的项由一系列子协议来描述。子协议为对象字典中的每个对象都描述了它的功能、名字、索引、子索引、数据类型，以及这个对象是否必需、读写属性等等，这样可保证不同厂商的同类型设备兼容。

CANopen协议的核心描述子协议是DS301，其包括了CANopen协议应用层及通信结构描述，其它的协议子协议都是对DS301 协议描述文本的补充与扩展。在不同的应用行业都会起草一份CANopen设备子协议，子协议编号一般是DS4xx 。

对象字典概述

如表 1所示，为对象字典索引区域定义，其中标绿色底纹的通讯对象子协议区和制造商特定子协议区是用户需要关注的区域。

表 1 对象字典概述

Index range索引范围	Description描述
0000_h	Reserved保留
0001_h to 025F_h	Data types数据类型
0260_h to 0FFF_h	Reserved保留
1000_h to 1FFF_h	Communication profile area通讯对象子协议区
2000_h to 5FFF_h	Manufacturer-specific profile area制造商特定子协议区
6000_h to 9FFF_h	Standardized profile area标准化设备子协议区
A000_h to AFFF_h	Network variables网络变量（符合IEC61131-3）
B000_h to BFFF_h	System variables用于路由网关的系统变量
C000_h to FFFF_h	Reserved保留

通讯对象子协议区(Communication profile area)

通讯对象子协议区(Communication profile area)定义了所有和通信有关的对象参数，如表 2所示，标绿色底纹的索引范围1000h to 1029h为通用通讯对象，所有CANopen节点都必须具备这些索引，否则将无法加入CANopen网络。其他索引根据实际情况进行分配与定义。

表 2 通讯对象子协议区

Index range索引范围	Description描述
1000_h to 1029_h	General communication objects通用通讯对象
1200_h to 12FF_h	SDO parameter objects SDO参数对象
1300_h to 13FF_h	CANopen safety objects 安全对象
1400_h to 1BFF_h	PDO parameter objects PDO参数对象
1F00_h to 1F11_h	SDO manager objects SDO管理对象
1F20_h to 1F27_h	Configuration manager objects配置管理对象
1F50_h to 1F54_h	Program control object程序控制对象
1F80_h to 1F89_h	NMT master objects网络管理主机对象

通用通讯对象(General communication objects)

由于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，使用者也必须熟知这些索引地址与其含义。如表 3所示。

表 3 通用通讯对象

Index索引	Object对象	Name名字
1000_h	VAR变量	Device type设备类型
1001_h	VAR变量	Error register错误寄存器
1002_h	VAR变量	Manufacturer status register制造商状态寄存器
1003_h	ARRAY数组	Pre-defined error field预定义错误场
1005_h	VAR变量	COB-ID Sync message同步报文COB标识符
1006_h	VAR变量	Communication cycle period同步通信循环周期（单位us）
1007_h	VAR变量	Synchronous windows length同步窗口长度(单位us)
1008_h	VAR变量	Manufacturer device name制造商设备名称
1009_h	VAR变量	Manufacturer hardware version制造商硬件版本
100A_h	VAR变量	Manufacturer software version制造商软件版本
100C_h	VAR变量	Guard time守护时间（单位ms）
100D_h	VAR变量	Life time factor寿命因子（单位ms）
1010_h	VAR变量	Store parameters保存参数
1011_h	VAR变量	Restore default parameters恢复默认参数
1012_h	VAR变量	COB-ID time stamp时间报文COB标识符（发送网络时间）
1013_h	VAR变量	High resolution time stamp高分辨率时间标识
1014_h	VAR变量	COB-ID emergency紧急报文COB标识符
1015_h	VAR变量	Inhibit time emergency紧急报文禁止时间（单位100us）
1016_h	ARRAY数组	Consumer heartbeat time消费者心跳时间间隔(单位ms)
1017_h	VAR变量	Producer heartbeat time生产者心跳时间间隔（单位ms）
1018_h	RECORD记录	Identity object厂商ID标识对象
1019_h	VAR变量	Sync.counter overflow value同步计数溢出值
1020_h	ARRAY数组	Verify configuration验证配置
1021_h	VAR变量	Store EDS存储EDS
1022_h	VAR变量	Storage format存储格式
1023_h	RECORD记录	OS command操作系统命令
1024_h	VAR变量	OS command mode操作系统命令模式
1025_h	RECORD记录	OS debugger interface操作系统调试接口
1026_h	ARRAY数组	OS prompt操作系统提示
1027_h	ARRAY数组	Module list模块列表
1028_h	ARRAY数组	Emergency consumer紧急报文消费者
1029_h	ARRAY数组	Error behavior错误行为