can總線的淺析canopen協(xié)議-wenkub
2023-05-29 03:50:04 本頁面
【正文】 無法比擬的高集成化優(yōu)勢和廣泛的市場支持基礎(chǔ)。 圖1 CANopen協(xié)議通信模型圖2 在CAN總線協(xié)議飛速發(fā)展的20年中，很多領(lǐng)域都制定了CAN在該領(lǐng)域應(yīng)用時所采用的高層協(xié)議規(guī)范。CAL 可以被看作一個應(yīng)用CAN 方案的必要理論步驟，但在這一領(lǐng)域它不會被推廣。在1995年，CIA發(fā)表了完整版的CANopen通信子協(xié)議；僅僅用了5年的時間，它已成為全歐洲最重要的嵌入式網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 采用CANopen協(xié)議 實現(xiàn)通信 CANopen協(xié)議中包含了標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用層規(guī)范和通信規(guī)范，其通信模型如圖1所示。 通信接口和協(xié)議軟件提供在總線上收發(fā)通信對象的服務(wù)。是一個CANopen設(shè)備的核心部分。通信部分通過對對象字典進(jìn)行操作實現(xiàn)CANopen通信，而功能部分由用戶根據(jù)應(yīng)用要求實現(xiàn)。每個PDO有一個獨立的標(biāo)識符并且可能只被一個節(jié)點發(fā)送，但它可以被多于一個節(jié)點接收，這種模式被稱之為生產(chǎn)者/消費者通信模式。也就是說，SDO傳送協(xié)議允許傳送任意長度的對象。網(wǎng)絡(luò)管理對象(NMT) 第三類通信對象是網(wǎng)絡(luò)管理對象，包括節(jié)點警戒對象以及NMT對象。另外，系統(tǒng)還定義了生命警戒時間，NMT主節(jié)點要在生命警戒時間過后向NMT從節(jié)點發(fā)送遠(yuǎn)程請求。同步對象由同步制造者向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行周期性廣播，該對象將提供基本的網(wǎng)絡(luò)時鐘。掌握了這兩者后，通過利用各類標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備描述就可以開發(fā)出符合國際標(biāo)準(zhǔn)的CANopen設(shè)備了。 在CAN應(yīng)用蓬勃發(fā)展的時候，我們也應(yīng)當(dāng)清醒地看到，盡管CAN協(xié)議在歐美已經(jīng)發(fā)展了20年，應(yīng)用層協(xié)議的發(fā)展也差不多有10年時間，還不能在應(yīng)用層的水平上進(jìn)一步深入，這不能不說是很遺憾的事情。SYNC屬于生產(chǎn)/消費型通訊方式，網(wǎng)絡(luò)中有且只有一個SYNC生產(chǎn)者，一般有多個消費者，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符優(yōu)先級很高，一般設(shè)置為0x80，基本上除了NMT優(yōu)先級最高。3. SYNC發(fā)出后，需要發(fā)送數(shù)據(jù)的PDO要在規(guī)定時間段內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，這個時間段叫做時間窗口(對象1006H指定)，要小于SYNC節(jié)拍周期，以便每個周期留一定時間來進(jìn)行其他類型的網(wǎng)絡(luò)通訊二、CANopen協(xié)議PDO的幾種傳輸方式由于PDO所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容是無協(xié)議的且分配的標(biāo)識符范圍較SDO靠前,因此,其效率和優(yōu)先級都是較高的,通常用于實時過程數(shù)據(jù)的傳輸.PDO是生產(chǎn)/消費類型的通訊方式,數(shù)據(jù)只有一個生產(chǎn)者(發(fā)送),但是消費者(接收)可以有多個,生產(chǎn)者和消費者事先都已知道數(shù)據(jù)的類型和內(nèi)容(通過設(shè)置PDO映射來管理).對PDO通訊參數(shù)的設(shè)置可以實現(xiàn)四種通訊方式:1. ,可以定義收到幾個SYNC后觸發(fā)一次TPDO,在有SYNC的CANopen網(wǎng)絡(luò)中,SYNC就相當(dāng)于一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)拍,一個溫度傳感器,一個物位傳感器,網(wǎng)絡(luò)中有一個HMI監(jiān)控終端來實時監(jiān)控三個傳感器采集的數(shù)據(jù),壓力傳感器可能檢測的是一個快速的壓力變化,那可以每隔200mS更新一次數(shù)據(jù),溫度可能需要1S更新一次數(shù)據(jù),物位可能5S更新一次數(shù)據(jù),(假設(shè)各傳感器的數(shù)據(jù)采集周期都比數(shù)據(jù)更新周期小,如果大的話數(shù)據(jù)更新快可能沒有意義,呵呵)現(xiàn)在我可以設(shè)置一個200mS周期的SYNC消息,壓力傳感器每收到一個SYNC就向HMI傳輸一次數(shù)據(jù),溫度傳感器可以每隔5個SYNC傳輸一次數(shù)據(jù),好管理,系統(tǒng)運(yùn)行效率高,適合周期性數(shù)據(jù)更新的應(yīng)用.2. ,我發(fā)一個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求過去,對方在接收到請求后,把我要的數(shù)據(jù)給發(fā)過來,這種方式是在我需要的時候去主動獲取.3. ,它是在本節(jié)點實現(xiàn)周期發(fā)送,通過設(shè)置PDO參數(shù),定一個周期,每隔固定的時間向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送一次PDO,它與SYNC無關(guān),在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中主要按照傳感器的數(shù)據(jù)采集速度和數(shù)據(jù)更新要求來設(shè)定定時周期.4. ,例如當(dāng)某個接著報警開關(guān)的開關(guān)量采集節(jié)點的報警狀態(tài)發(fā)生變化時,觸發(fā)一次PDO將報警狀態(tài)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上,特別適合系統(tǒng)運(yùn)行出錯報警和重大事件的及時處理上.上面的幾種傳輸方式各有所長,在CANopen網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中,按照不同的應(yīng)用靈活配合使用才能構(gòu)建一個優(yōu)秀的解決方案.三、SDO服務(wù)SDO是服務(wù)數(shù)據(jù)對象接口(Service Data Obiect)的縮寫，顧名思義提供服務(wù)數(shù)據(jù)的訪問接口，服務(wù)數(shù)據(jù)就是一些實時性要求不高的數(shù)據(jù)，一般是指節(jié)點配置參數(shù)，因此，SDO一般用來配置和獲得節(jié)點的配置參數(shù)。這里要注意和我們熟知的以太網(wǎng)FTP不同，SDO的上傳和下載正好與之相反，F(xiàn)TP是從client的角度出發(fā)去理解上傳和下載，SDO是以server的角度去理解的，從服務(wù)器上獲得數(shù)據(jù)即對對象字典進(jìn)行讀操作叫做上傳，往服務(wù)器上寫數(shù)據(jù)即對對象字典進(jìn)行寫操作叫做下載。我們知道每建立一個線程都會生成一個描述線程屬性的參數(shù)表和一些私有數(shù)據(jù)，類似的，SDO線程的建立也會初始化一個對應(yīng)的參數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體——SDO線程參數(shù)表，以之來描述這個SDO鏈接的屬性并提供私有通訊數(shù)據(jù)的存儲。首先SDO發(fā)起節(jié)點(SDO client)收集足夠的信息，建立一個SDO線程，說白了就是初始化SDO線程參數(shù)表，將收集的信息以特定格式放入?yún)?shù)表，形成一幀SDO請求，發(fā)送出去。本文來自CSDN博客，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處：CanOpen開發(fā)中的常見問題參考鏈接：SDO是CANopen協(xié)議中最復(fù)雜的一部分，帶有應(yīng)答機(jī)制，有多種傳輸方式，并且完整的SDO功能節(jié)點需提供1個SDO server和多個SDO client，因此SDO的實現(xiàn)異常困難，協(xié)議多種傳輸方式的解析處理還有跡可循，多個SDO client服務(wù)和多個對SDO server的訪問的協(xié)調(diào)就不容易了，這里介紹一種方法——SDO線程來解決。SDO線程參數(shù)表可以說是SDO線程的核心，所有SDO線程的建立、刪除和SDO通訊都要涉及到這個參數(shù)表。SDO服務(wù)節(jié)點(SDO server)收到這幀請求，為它建立一個SDO線程，將這幀請求分析分解以獲得足夠信息來初始化這個SDO線程對應(yīng)的參數(shù)表，然后程序就會按照參數(shù)表的描述去執(zhí)行server的功能收集數(shù)據(jù)來滿足這個SDO請求，然后將收集到的數(shù)據(jù)形成SDO應(yīng)答幀返回給SDO client，如果此次請求結(jié)束則釋放該線程，否則等待下一幀請求到來；SDO client在收到應(yīng)答后判斷該請求是否還有后續(xù)請求，無則釋放此SDO線程。其它的不管，本文現(xiàn)只討論怎么利用單片機(jī)的資源去盡量滿足OD的存儲需求。3． 頻繁讀寫的數(shù)據(jù)
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