【文章內(nèi)容簡介】 03F 復(fù)雜數(shù)據(jù)類型 040~005F 規(guī)定的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型 060~007F 設(shè)備子協(xié)議規(guī)定靜態(tài)數(shù)據(jù)類型 080~009F 設(shè)備子協(xié)議規(guī)定的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型 00A0~0FFF reserved 1000~1FFF 通訊子協(xié)議局域 2020~5FFF 特定子協(xié)議區(qū)域 6000~9FFF 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備子協(xié)議區(qū)域 A000~FFF Reserved 表 31對(duì)象字典結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 對(duì)象字典 CANopen 網(wǎng)絡(luò)的通信和管理都是通過不同的通信對(duì)象來完成的。對(duì)象字典（ Object Dictionary） 是一個(gè)有序的對(duì)象組，每個(gè)對(duì)象用一個(gè) 16 位的索引值來尋址，定義了一個(gè) 8 位的子引索來允許訪問數(shù)據(jù)中的單個(gè)元素。在 CANopen 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有唯一的對(duì)象字典。 CANopen 網(wǎng)絡(luò)的通信和管理都是通過不同 的通信對(duì)象來完成的 。 通訊對(duì)象分類： 數(shù)據(jù)對(duì)象（ PDO）： PDO 被映射到單一的 CAN 幀中，用 8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字段把過程數(shù)據(jù)對(duì)象 PDO 映像到一單一的 CAN 幀傳 輸應(yīng)用對(duì)象。每一個(gè) PDO 都有一個(gè)惟一的標(biāo)識(shí)符，并且可以通過一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，但是可以有多個(gè)接受者。 數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)象（ SDO） :用來對(duì)對(duì)象字典進(jìn)行讀寫操作。該對(duì)象可以傳輸大于 8 個(gè)字節(jié)的配置信息。接收者將確認(rèn)收到的每個(gè)段信息，發(fā)送和接受者間將建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間的通信，被訪問對(duì)象字典的設(shè)備是 SDO 通訊的服務(wù)器，一個(gè)設(shè)備可以支持多的 SDO 對(duì)象，但是至少有一個(gè) SDO 會(huì)在一個(gè)設(shè)備中被支持。 網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)象（ NMT） :網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)象包括節(jié)點(diǎn)警戒對(duì)象。網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（ NMT）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。 NMT 主要提供了 以下功能：模塊控制服務(wù)；配置控制服務(wù)和錯(cuò)誤控制服務(wù)。 5 特殊功能對(duì)象： CANopen 還為同步，緊急狀態(tài)表示以及時(shí)間標(biāo)記傳送三個(gè)特定對(duì)象。同步對(duì)象是同步制造者對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行周期性廣播，為該對(duì)象提供基本網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘。緊急對(duì)象則是當(dāng)設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的內(nèi)部錯(cuò)誤時(shí)，緊急客戶機(jī)發(fā)送一個(gè)緊急狀態(tài)對(duì)象。時(shí)間標(biāo)記對(duì)象是將應(yīng)用設(shè)備提供公共的時(shí)間幀作參考。 第四節(jié) CANopen 要點(diǎn) 對(duì)用戶來說了解 CANopen 協(xié)議的一些要點(diǎn)是很重要的。 標(biāo)識(shí)符： CANopen 協(xié)議采用 11 位標(biāo)識(shí)符，數(shù)據(jù)鏈路層與 一致。 網(wǎng)絡(luò)中的主從節(jié)點(diǎn)：在 CANopen 系統(tǒng)中需要有一個(gè)而且只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，但是可以有多個(gè)從節(jié)點(diǎn)（ 0~126）。主節(jié)點(diǎn)用于啟動(dòng)和停止網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)檢查；網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)。如圖 32 圖 主從節(jié)點(diǎn) PDO 協(xié)議：在 ZANopen協(xié)議中， CAN 的數(shù)據(jù)信息是一種過程數(shù)據(jù)對(duì)象 PDO，它是設(shè)備用來傳送處理信息的標(biāo)準(zhǔn)方式。這種通訊方式為一對(duì)多。見圖 . 6 圖 PDO協(xié)議 SDO 服務(wù)： SDO 提供了一種獲得指定節(jié)點(diǎn)相關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)，服務(wù)端發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)回應(yīng)。如圖 . 圖 SDO服務(wù) 預(yù)定義連接集：其簡化了網(wǎng)絡(luò)的配置和使用。 發(fā)送和接收 PDO:CANopen 規(guī)定了相應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域和接受網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，可認(rèn)同為 C 語言中不轉(zhuǎn)彎的對(duì)地址進(jìn)行操作處理，從而實(shí)現(xiàn)了 PDO 數(shù)據(jù)能夠完全透明地傳送，為程序的編程簡單化。 7 第三章 .系統(tǒng)硬件 設(shè)計(jì) 第一節(jié) 總體設(shè)計(jì)方案 采用主流單片機(jī) AT89S52 為微控制器，結(jié)合獨(dú)立 CAN 控制器 SJA1000 設(shè)計(jì)的硬件電路，該系統(tǒng)包括智能節(jié)點(diǎn)和具有 CANRS232 轉(zhuǎn)換功能的主節(jié)點(diǎn)兩部分。智能節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、 LED 顯示、 CAN 總線通信以及輸出控制等功能。 本系統(tǒng)由上位 PC 機(jī)、 CAN 總線借口通信適配卡和多個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)組成。監(jiān)控點(diǎn)主 要監(jiān)控空調(diào)與通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，照明監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，供水系統(tǒng)。方案設(shè)計(jì)圖如下圖 。 圖 8 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵是通信程序的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用 C 語言完成 AT89S52 的控制程序，主要由初始化、發(fā)送、接收三部分組成。由于系統(tǒng)中一個(gè)點(diǎn)在任意時(shí)刻均可以主動(dòng)與其他節(jié)點(diǎn)通信，所以各節(jié)點(diǎn)的通信程序相同。 PC 軟件采用 VB或者 VC 實(shí)現(xiàn)。 第一節(jié) 選擇 CANopen 原因 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線以 ISO/OSI 開放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為 FF 通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。用戶層主要主站對(duì)總線具有控制權(quán)，主站間通過傳遞令牌來傳遞對(duì)總線的控制權(quán)。取得控制權(quán)的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。泛應(yīng)用于加工制造、過程和樓宇自動(dòng)化等行業(yè)。其中 PROFIBUS DP 可以提供最大 12Mbps 的傳輸速率。由于優(yōu)越的傳輸特性和高的傳輸速率，在可編程邏輯控制器 PLC 中被廣泛采用。 CAN 是 Controller Area Network 的縮寫，是 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化的 串行通信協(xié)議 。在當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)中，為了給人和社會(huì)帶來利益，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng) “ 減少線束的數(shù)量 ” 、 “ 通過多個(gè) LAN，進(jìn) 行大量數(shù)據(jù)的高速通信 ” 的需要，因此有了 CAN 的通信協(xié)議。 現(xiàn)在， CAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面?，F(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一 ,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) 。 CAN 總線是屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，它可一對(duì)串行通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布控制或者實(shí)時(shí)控制。對(duì)于目前叫的的RSXXX 基于 R 線構(gòu)建的分布控制來說。 CAN 總線具有下面優(yōu)勢(shì)： (1)CAN 總線開發(fā)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)。 (2)CAN 是到目前為止唯一具有國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)且成本低的現(xiàn)場(chǎng)總線； (3)CAN 總線廢除傳統(tǒng)的站地址編碼，它以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，可以不分主從，多主方式工作。 9 (4)CAN 采用非破壞性仲裁技術(shù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，可判斷優(yōu)先級(jí)，先高后低使優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)是不受影響，避免了總線沖突。 (5)CAN 采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀只有 8 個(gè)有效字節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，重新發(fā)送的時(shí)間短，受干擾的概率低。 (6)CAN 可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn) ，一對(duì)多及廣播集中方式傳送和接收數(shù)據(jù)。傳輸距離可長達(dá) 10km。 (7)CAN 的每幀信息都有通過 CRC 校驗(yàn)及檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果 (8)CAN 的通信介質(zhì)的選擇上十分靈活，可選用雙絞線、同軸電纜或光纖。 (9)CAN 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，能夠自動(dòng)關(guān)閉總線，切斷它與總線的關(guān)聯(lián)，使總線上其他操作不受影響； 基于上總線概述，又從成本以及工程上考慮，本次設(shè)計(jì)選擇 CAN 總線。 針對(duì)自動(dòng)化測(cè)控應(yīng)用的需要，定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設(shè)備描述語言規(guī)定了通用的功能塊集。用于實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、工程量轉(zhuǎn)換的應(yīng)用模塊，實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)組態(tài)管理功能的系統(tǒng)軟件技術(shù)以及構(gòu)筑集成自動(dòng)