can总线与canopen协议
CANopen协议CAN总线的通信协议
CANopen协议CAN总线的通信协议CANopen协议是一种广泛应用于现代工业自动化领域的通信协议，它基于CAN总线技术，为设备之间的通信提供了一套规范和标准化的方式。
本文将介绍CANopen协议的基本原理、通信对象和通信过程。
一、CANopen协议的基本原理CANopen协议是建立在CAN总线之上的，因此首先需要了解CAN总线的基本原理。
CAN总线是一种多主机、多从机的串行通信系统。
它采用差分信号传输的方式，具有低成本、抗干扰能力强、可靠性高等特点。
CANopen协议基于CAN总线，定义了一系列的对象字典和通信服务，用于设备之间的数据交换和控制。
设备可以根据对象字典的内容来读取和写入数据，也可以通过通信服务来实现不同设备之间的通信。
二、CANopen协议的通信对象CANopen协议定义了丰富的通信对象，包括节点、对象字典和数据类型等。
其中，节点是CANopen网络中的实体，可以是主控节点或从节点。
主控节点负责整个网络的管理和控制，而从节点则负责执行具体的任务。
对象字典是CANopen协议的核心，它存储了设备的参数、状态和控制信息等。
对象字典中的每个对象都有一个唯一的标识符，用于标识该对象的类型和属性。
通过读取和写入对象字典中的数据，设备之间可以进行数据交换和共享。
CANopen协议还定义了一系列的数据类型，如布尔型、整型、实型和字符串型等。
这些数据类型可以用于描述设备的各种参数和状态，同时也可以作为通信对象的数据格式。
三、CANopen协议的通信过程CANopen协议的通信过程可以分为以下几个步骤：1. 初始化：CANopen网络在启动时需要进行初始化，包括网络配置、节点配置和通信参数的设置。
2. 启动：主控节点向从节点发送启动命令，从节点根据接收到的命令进行初始化和配置，并报告自身的状态。
3. 数据传输：设备之间通过读取和写入对象字典来进行数据的传输。
主控节点可以向从节点发送读取或写入对象的命令，从节点则根据命令进行相应的操作并回复结果。
CANopen协议讲解
根据DS301的内容进行介绍1、CAN总线CAN标准报文2、CANopen应用层协议CANopen 协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。
同时，CANopen 完全基于CAN 标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。
一个标准的CANopen 节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。
该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。
一个标准的CANopen 节点CANopen 应用层协议细化了CAN 总线协议中关于标识符的定义。
定义标准报文的11 比特标识符中高4 比特为功能码，后7 比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（COB-ID）。
功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低依次为：网络命令报文（NMT）同步报文（SYNC）紧急报文（EMERGENCY）时间戳（TIME）过程数据对象（PDO）服务数据对象（SDO）节点状态报文（NMT Err Control）7 位的节点号则表明CANopen 网络最多可支持127个节点共存（0 号节点为主站）。
下表给出了各报文的COB-ID 范围。
NMT 命令为最高优先级报文，由CANopen 主站发出，用以更改从节点的运行状态。
SYNC 报文定期由CANopen 主站发出，所有的同步PDO 根据SYNC报文发送。
EMERGENCY报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与处理能力的节点会接收并处理紧急报文。
TIME 报文由CANopen 主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。
PDO 分为4 对发送和接收PDO，每一个节点默认拥有4对发送PDO 和接收PDO，用于过程数据的传递。
SDO 分为发送SDO 和接收SDO，用于读写对象字典。
MT Error Control报文由从节点发出，用以监测从节点的运行状态。
状态机CANopen 的每一个节点都维护了一个状态机。
CANopen协议
CANopen协议一、引言CANopen是一种基于CAN总线的通信协议，用于在工业自动化和控制领域中实现设备之间的通信和数据交换。
本协议旨在确保不同厂家的设备能够互相兼容和交互操作，提供一种统一的通信标准。
二、范围本协议适用于使用CANopen协议的设备和系统，包括但不限于工业自动化、机械控制、医疗设备等领域。
三、术语和定义1. CAN总线：控制器局域网（Controller Area Network），一种广泛应用于工业领域的串行通信总线标准。
2. 节点：连接到CAN总线上的设备或系统。
3. PDO（Process Data Object）：过程数据对象，用于在CANopen网络中传输实时数据。
4. SDO（Service Data Object）：服务数据对象，用于在CANopen网络中传输配置和管理数据。
5. NMT（Network Management）：网络管理，用于控制和管理CANopen网络中的节点。
四、协议规范1. 物理层a. CAN总线采用2线制，包括CAN_H和CAN_L两根线。
b. CAN总线的通信速率应符合ISO 11898标准。
c. CAN总线的电气特性应符合ISO 11898-2标准。
2. 数据链路层a. 数据链路层使用CAN帧进行数据传输。
b. CAN帧分为标准帧和扩展帧，标准帧的标识符为11位，扩展帧的标识符为29位。
c. 数据链路层使用基于优先级的帧发送机制，具有抢占性。
3. 网络管理a. NMT功能应支持节点的启动、停止、重置和状态监测等操作。
b. NMT功能应支持节点之间的心跳监测和通信质量检测。
c. NMT功能应支持节点的配置和参数设置。
4. PDO传输a. PDO传输应支持实时数据的传输，具有低延迟和高可靠性。
b. PDO传输应支持双向数据交换，可以进行数据的读取和写入操作。
c. PDO传输应支持数据的映射和过滤，以满足不同应用场景的需求。
5. SDO传输a. SDO传输应支持节点之间的配置和管理数据的传输。
CAN总线与CANopen协议
CAN总线与CANOpen协议一CAN总线简介1．1 引言在20世纪90年代的汽车研究领域，采用总线分布式控制获得了很大的成功。
用户要求汽车的控制系统具有优越的性能以保证汽车的安全性和舒适性，因此越来越多的具有超强计算能力的电子设备加载在汽车上。
这就要求不同的电子设备之间能够进行通信和数据交换，以达到信息共享协调工作的目的。
德国的博世公司（Bosch）率先将CAN总线（Controller Area Network）应用于汽车电子控制系统，解决了控制系统的部件之间的以及控制系统与测试设备主机的数据交换问题，替代了原有网络（用于车体控制的LIN网络、用于厂内环境控制的MOST 网络及原有车内通信的Flecray网络等）实现的功能。
由于其独特的设计思想和高可靠性，在不同总线标准的竞争中获得了广泛的认可，并逐渐成为汽车最基本的控制网络，广泛应用于火车、机器人、楼宇控制、机械制造、数字机床、医疗器械、自动化仪表等领域。
图1.1 早期的ECU（汽车电子控制单元）通信CAN总线是一种串行通信协议，具有较高的通信速率的和较强的抗干扰能力，可以作为现场总线应用于电磁噪声较大的场合。
由于CAN总线本身只定义ISO/OSI模型中的第一层（物理层）和第二层（数据链路层），通常情况下CAN 总线网络都是独立的网络，所以没有网络层。
在实际使用中，用户还需要自己定义应用层的协议，因此在CAN总线的发展过程中出现了各种版本的CAN应用层协议，现阶段最流行的CAN应用层协议主要有CANopen、DeviceNet和J1939等协议。
图1.2 基于总线（CAN）的ECU通信1.2 CAN总线的特点CAN总线并不采用物理地址的模式传送数据，而是每个消息有自己的标识符用来识别总线上的节点。
标识符主要有2个功能：消息滤波和消息优先级确定。
节点利用标识符确定是否接收总线上的传送的消息当有2个或更多节点需要传送数据时，根据标识符确定消息的优先级。
CANopen协议讲解
CANopen协议讲解CANopen是一种基于CAN总线的通信协议，用于工业自动化领域中设备之间的数据交换和控制。
它是由CAN in Automation (CiA)组织开发和维护的，目前已成为工业领域最常用的开放式通信协议之一。
本文将详细介绍CANopen协议的基本原理、通信结构、数据通信方式以及应用领域等内容。
1. CANopen协议的基本原理CANopen协议基于CAN总线，采用了面向对象的通信模型。
它将设备抽象为对象，每个对象具有唯一的标识符，通过读写对象字典中的数据来实现设备之间的通信。
CANopen协议还定义了一套标准的通信服务和对象类型，使得不同厂商的设备可以互相兼容和交互。
2. CANopen协议的通信结构CANopen协议采用了主从式的通信结构，其中一个节点作为主节点，其他节点作为从节点。
主节点负责控制总线的访问和数据传输，从节点负责接收和响应主节点的指令。
主节点和从节点之间的通信通过报文进行，包括数据报文和远程帧。
3. CANopen协议的数据通信方式CANopen协议支持多种数据通信方式，包括点对点通信、广播通信和组播通信。
点对点通信是指主节点与特定从节点之间的通信，广播通信是指主节点向所有从节点发送相同的指令，组播通信是指主节点向特定组内的从节点发送指令。
4. CANopen协议的对象字典CANopen协议使用对象字典来存储设备的数据和配置信息。
对象字典是一个由多个对象组成的数据结构，每个对象包含了标识符、数据类型、访问权限等信息。
通过读写对象字典中的数据，可以实现设备之间的数据交换和控制。
5. CANopen协议的应用领域CANopen协议广泛应用于工业自动化领域，包括机械设备、工厂自动化、物流系统等。
它提供了可靠的数据传输和实时性能，适用于各种复杂的控制和监测应用。
CANopen协议还支持设备的配置和诊断功能，使得系统维护和故障排除更加方便。
总结：CANopen协议是一种基于CAN总线的通信协议，用于工业自动化领域中设备之间的数据交换和控制。
CAN和CANopen的差别
CAN和CANopen的差别CAN及CANopen介绍第一部分：CAN硬件介绍CAN：最早的现场总线、最广泛应用的现场总线CANopen：CIA定义的最为成功的CAN应用层协议，在基于CAN的自动化系统中居于领导地位，欧洲标准EN-50325-4CAN+CANopen：机器自动化（MA）领域最为成功的总线解决方案，在欧美广泛被应用CAN总线系统解决方案即是利用CAN总线的优点及其特长为机器自动化设备提供高效、可靠、性价比高的解决方案。
作为机器自动化领域总线解决方案倡导者，CAN总线系统解决方案更能满足您对性价比的要求。
现场总线（Fieldbus）技术从提出到现在有二十多年了，作为工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，通过模拟变数字实现了不同公司产品间的互操作性问题，使用户有了更大的选择权，尤其它解决了流行几十年的传统系统过于封闭、难以维护的缺点。
采用现场总线控制技术，可大大简化系统集成的工作量、为控制系统的安装调试节省大量的费用，而系统的可靠性、稳定性却得到大幅提高，配合现场总线技术的各类总线诊技术进一步提高了整个系统的性能。
强大的通讯功能又使得系统更加开放透明。
CAN现场总线技术是集自动控制技术、通讯技术、传感技术、计算机技术、诊断技术、微电子技术、网络技术等于一体，是个革命性的技术，正被广泛应用于自动化各个领域。
目前广泛使用的其它现场总线还有Profibus、DeviceNet、ControlNet、HART、FF等等，但是CAN总线是所有现场总线中最早出现的，也是最适合于机器自动化领域的现场总线，如今它已经广泛应用于汽车、飞机、轮船、印刷、纺织、电子等等加工领域，是目前应用领域最为广泛的现场总线。
现场总线是一种革命性的通讯控制技术，因其具有很多普通控制方式不具有的优点，所以才得到了迅速的推广应用，与老的控制方式比较起来它主要的优势如下：节约布线成本，减少布线时间，减小出错机率（对于大型设备尤为突出，如果当驱动器、变频器、传感器等放置到现场的话，可以节省大量的电缆费用）；减小施工难度，缩短施工周期降低系统总成本（从安装、系统维护、升级方面大幅降低系统成本）可靠性更高，抗干扰能力更强（比传统485通讯方式更为可靠，更不易受干扰）走线少、全数字信息交互（模拟量通常易受干扰）信息量更大（节点数据信息、状态信息、异常信息等均可方便提供）实时性更高（比传递485通讯速度大大提高，是485通讯速度的100倍左右，且避免了485通讯方式的多控制器之间交换方式，直接由一个PLC来协调处理，实时性大为提高）可维护性更强（可以很方便检测出系统故障所在，且几乎所有的CAN从站都具有故障诊断能力，便于排查及处理）开发性更加（目前全球范围内生产总线产品设备的厂家达上千家，客户可以任意选择适合字节的设备）CAN总线除了具有一般总线所具有的优点外，还专门根据机械自动化的特点，根据其需求提供了一些非常具有优势的技术特点:高速的数据传输速率高达1Mbit/s;CAN协议最大的特点是废除了传统的站地址编码，代之以对数据通信数据块进行编码，可以多主方式工作；CAN采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，有效避免了总线冲突；任何一个节点均可自动发送报文，不需主站询问；可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文可靠的错误处理和检错机制可选择对网络进行三种操作：无处理、停止故障从站、停止整个网络CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其它操作不受影响发送的信息遭到破坏后可自动重发节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能报文不包含源地址或目标地址，仅用标识符来指示功能信息优先级信息CAN可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播集中方式传送和接受数据；采用不归零码（NRZ—Non－Return－to－Zero）编码／解码方式，并采用位填充（插入）技术；革命化的报文传输方式：SDO主要用来在设备之间传输低优先级的数据，典型是用来对从设备进行配置、管理；PDO一次性可传送8个字节的数据，没有其它协议预设定（意味着数据内容已预先定义），主要用来传输需要高频率交换的数据。
CAN和CANopen简介
一、CAN和CANopen简介CAN总线全称为Controller Area Network即控制器局域网是国际上应用最广泛的现场总线之一，已经在汽车制造、机械制造、包装机械、烟草等行业得到了广泛的应用。
CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
通信速率可达1MBPS。
CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。
采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。
数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。
同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。
CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。
CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。
另外，CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。
CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。
CAN总线插卡可以任意插在PC、AT、XT兼容机上，方便地构成分布式监控系统。
canopen协议
canopen协议CANopen协议。
CANopen协议是一种基于CAN总线的高层通信协议，它被广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域。
CANopen协议的特点是开放、灵活、可靠，能够满足不同领域的通信需求。
本文将介绍CANopen协议的基本原理、通信对象、网络结构和应用范围。
首先，CANopen协议的基本原理是基于CAN总线的通信。
CAN总线是一种串行通信协议，具有高速传输、抗干扰能力强等特点。
CANopen协议在CAN总线的基础上，定义了一套标准的通信对象和通信方式，包括PDO（Process Data Object）、SDO（Service Data Object）、NMT（Network Management）等。
这些通信对象和通信方式构成了CANopen协议的核心内容，为设备之间的通信提供了标准化的接口。
其次，CANopen协议的通信对象包括了各种设备状态信息、控制命令、数据传输等。
这些通信对象可以通过PDO和SDO进行传输，实现设备之间的数据交换和控制。
此外，CANopen协议还定义了网络管理对象，用于管理整个CANopen网络的状态和配置信息。
通过这些通信对象，CANopen协议实现了设备之间的高效通信和协作。
再次，CANopen协议的网络结构通常是基于主从结构的。
在CANopen网络中，通常会有一个主控设备（Master）和多个从设备（Slave）。
主控设备负责管理整个网络的状态和配置信息，从设备负责执行主控设备下发的控制命令，并向主控设备报告自身状态信息。
这种网络结构能够很好地适应复杂的工业控制系统和设备之间的协作需求。
最后，CANopen协议被广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域。
在工业自动化领域，CANopen协议被用于各种工业控制设备之间的通信和协作，如PLC、传感器、执行器等。
在汽车电子领域，CANopen协议被用于汽车电子控制单元（ECU）之间的通信和数据交换。
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篇一：•canopen协议讲解
根据ds301的内容进行介绍
1、can总线
can标准报文
2、canopen应用层协议
canopen协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。
同时，canopen完全基于can标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。
一个标准的canopen节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。
该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。
一个标准的canopen节点
canopen应用层协议细化了can总线协议中关于标识符的定义。
定义标准报文的11比特标识符中高4比特为功能
码，后7比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（cob-id）。
功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低依次为：
网络命令报文（nmt）
同步报文（sync）
紧急报文（emeRgency）
时间戳（time）
过程数据对象（pdo）
服务数据对象（sdo）
节点状态报文（nmterrcontrol）
7位的节点号则表明canopen网络最多可支持127个节点共存（0号节点为主站）。
下表给出了各报文的cob-id范围。
nmt命令为最高优先级报文，由canopen主站发出，用以更改从节点的运行状态。
sync报文定期由canopen主站发出，所有的同步pdo根据sync报文发送。
emeRgency报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与处理能力的节点会接收并处理紧急报文。
time报文由canopen主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。
pdo分为4对发送和接收pdo，每一个节点默认拥有4
对发送pdo和接收pdo，用于过程数据的传递。
sdo分为发送sdo和接收sdo，用于读写对象字典。
mterrorcontrol报文由从节点发出，用以监测从节点的运行状态。
状态机
canopen的每一个节点都维护了一个状态机。
该状态机的状态决定了该节点当前支持的通讯方式以及节点行为。
初始化时，节点将自动设置自身参数和canopen对象字典，发出节点启动报文，并不接收任何网络报文。
初始化完成后，自动进入预运行状态。
在该状态，节点等待主站的网络命令，接收主站的配置请求，因此可以接收和发送除了pdo以外的所有报文。
运行状态为节点的正常工作状态，接收并发送所有通讯报文。
停止状态为一种临时状态，只能接收主站的网络命令，以恢复运行或者重新启动。
canopen节点状态转换图
canopen节点状态转换条件
3、devicemodel
communication提供通信对象和传输经过底层的数据的适当功能；
objectdictionary对此设备上的应用程序对象，通信对象和状态机的行为有影响的所有数据项的集合。
application由在处理环境方面的设备功能组成。
设备应用在数据条目中的完整描述在对象字典中叫设
备子文件（deviceprofile）
4、od
每个节点维护一个对象字典（objectdictionary,od）。
该对象字典保存了节点信息、通讯参数和所有的过程数据，是canopen节点的核心数据结构。
上层应用程序也主要通过读写对象字典和canopen应用层进行交互。
canopen对象字典为两级数组结构，通过索引（16bits）和子索引（8bits）来编址。
设备子文件中最重要的就是对象字典的描述，对象字典在slave节点中一般是在设备初始化写好的不会修改，而在master节点中可以在运行过程中动态修改，不修改的od一般存在Rom中，而修改的存在Ram 中。
篇二：can和canopen的区别和联系
1、can与canopen的共同点与不同点：
can只定义了物理层与链路层，而没有定义用户层，用户可根据自己的需要定义一些网络上的通信约定；
canopen是在can的基础上定义了用户层，即规定了用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换的约定。
2、从osi网络模型的角度来看同，现场总线网络一般只实现了第1层（物理层）、第2层（数据链路层）、第7层
（应用层）。
因为现场总线通常只包括一个网段，因此不需要第3层（传输层）和第4层（网络层），也不需要第5层（会话层）第6层（描述层）的作用。
can（controllerareanetwork）现场总线仅仅定义了第1层、第2层（见iso11898标准）；实际设计中，这两层完全由硬件实现，设计人员无需再为此开发相关软件（software）或固件（Firmware）。
同时，can只定义物理层和数据链路层，没有规定应用层，本身并不完整，需要一个高层协议来定义can报文中的11/29位标识符、8字节数据的使用。
而且，基于can总线的工业自动化应用中，越来越需要一个开放的、标准化的高层协议：这个协议支持各种can厂商设备的互用性、互换性，能够实现在can网络中提供标准的、统一的系统通讯模式，提供设备功能描述方式，执行网络管理功能。
3、can2.0是物理层和链路层协议,基本上由硬件来实现,canopen是应用层协议基本上由软件来实现
篇三：can总线的浅析canopen协议
can总线的浅析canopen协议
在设计嵌入式系统，尤其是分布式嵌入式系统时，解决好系统各单元间可靠、有效的通信是系统设计成败的关键，对实时性和安全可靠性要求高的网络而言就更是如此。
解决这一问题有多种方案，如Rs232/485串行总线、can、
profitbus、FF、worldFip、lonworks等各类型的现场总线，还有嵌入式以太网等。
其中，尽管Rs485串行总线协议的性能不高，但由于其在硬件成本以及开发简便性上的巨大优势，目前仍然是国内广泛的总线应用。
随着嵌入式系统应用的发展，Rs485性能上的不足逐渐
显露出来，已经不能满足设计一个高性能、高实时性系统的要求。
尽管还需要实践的证明，但笔者经过多年的观察和实践，感觉到can总线是其中最有希望成功的。
选择can总线实现
通信的原因
选择can总线作为最佳候选者，主要是基于以下几方面原因：
can串行总线具有高性能
can的传输距离可以达到10公里；通信速率最高可达
1mbps；具有完善的错误检测机制；采用“多重访问冲突仲裁”机制的帧传输方式，可保证不丢失信息；每一帧中最多可以传输8个字节数据，可提供很高的实时性等等。
性能上的优势保证了can可以应用在很多的领域，在汽车工业、船舶运输、机械控制、工厂自动化、楼宇自动化等都可以看到can的应用。
can在硬件成本上很具优势
除了性能外，和其它现场总线相比，can总线在硬件成
本上也有很大优势。
从硬件芯片上来说，智能节点要收发信。