輕松掌握CANOpen最難理解的對象字典
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摘要：CANopen是一種架構在控制局域網(wǎng)路(Controller Area Network, CAN)上的高層通訊協(xié)議，其中對象字典是協(xié)議中最為核心的概念，透徹掌握其相關(guān)內容，運用CANOpen將會(huì )如魚(yú)得水，游刃有余。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201601/285569.htmCANopen對象字典(OD: Object Dictionary)是CANopen協(xié)議最為核心的概念。所謂的對象字典就是一個(gè)有序的對象組，描述了對應CANopen節點(diǎn)的所有參數，包括通訊數據的存放位置也列入其索引，這個(gè)表變成可以傳遞形式就叫做EDS文件(電子數據文檔Electronic Data Sheet)。對象字典，就像體檢表，具備這個(gè)人每個(gè)功能的參數，便于用人單位(主站)進(jìn)行合理分配工作。如圖 1所示。
圖 1 對象字典與體檢表
每個(gè)對象采用一個(gè)16位的索引值來(lái)尋址，這個(gè)索引值通常被稱(chēng)為索引，其范圍在0x0000到0xFFFF之間。為了避免數據大量時(shí)無(wú)索引可分配，所以在某些索引下也定義了一個(gè)8 位的索引值，這個(gè)索引值通常被稱(chēng)為子索引，其范圍是0x00到0xFF之間。
每個(gè)索引內具體的參數，最大用32位的變量來(lái)表示，即Unsigned32，四個(gè)字節。
每個(gè)CANopen設備都有一個(gè)對象字典，使用電子數據文檔(EDS文件)來(lái)記錄這些參數，而不需要把這些參數記錄在紙上。對于CANopen網(wǎng)絡(luò )中的主節點(diǎn)來(lái)說(shuō)，不需要對CANopen從節點(diǎn)的每個(gè)對象字典項都訪(fǎng)問(wèn)。
CANopen對象字典中的項由一系列子協(xié)議來(lái)描述。子協(xié)議為對象字典中的每個(gè)對象都描述了它的功能、名字、索引、子索引、數據類(lèi)型，以及這個(gè)對象是否必需、讀寫(xiě)屬性等等，這樣可保證不同廠(chǎng)商的同類(lèi)型設備兼容。
CANopen協(xié)議的核心描述子協(xié)議是DS301，其包括了CANopen協(xié)議應用層及通信結構描述，其它的協(xié)議子協(xié)議都是對DS301 協(xié)議描述文本的補充與擴展。在不同的應用行業(yè)都會(huì )起草一份CANopen設備子協(xié)議，子協(xié)議編號一般是DS4xx 。
對象字典概述
如表 1所示，為對象字典索引區域定義，其中標綠色底紋的通訊對象子協(xié)議區和制造商特定子協(xié)議區是用戶(hù)需要關(guān)注的區域。
表 1 對象字典概述
通訊對象子協(xié)議區(Communication profile area)
通訊對象子協(xié)議區(Communication profile area)定義了所有和通信有關(guān)的對象參數，如表 2所示，標綠色底紋的索引范圍1000h to 1029h為通用通訊對象，所有CANopen節點(diǎn)都必須具備這些索引，否則將無(wú)法加入CANopen網(wǎng)絡(luò )。其他索引根據實(shí)際情況進(jìn)行分配與定義。
表 2 通訊對象子協(xié)議區
1F80h to 1F89hNMT master objects網(wǎng)絡(luò )管理主機對象
通用通訊對象(General communication objects)
由于通用通訊對象十分重要，NMT主站(CANopen主站)在啟動(dòng)時(shí)，通常都全部或者部分讀取所有從站中通用通訊對象中的索引，所以所有的通用通訊對象都必須在CANopen從站中實(shí)現，使用者也必須熟知這些索引地址與其含義。如表 3所示。
表 3 通用通訊對象
制造商特定子協(xié)議(Manufacturer-specific Profile)
對象字典索引2000h to 5FFFh為制造商特定子協(xié)議，通常是存放所應用子協(xié)議的應用數據。而上文所描述的通訊對象子協(xié)議區(Communication profile area)是存放這些應用數據的通信參數。比如廣州致遠電子的XGate-COP10從站模塊規定了：
RPDO的通訊參數存放在1400h to 15FFh 映射參數存放在1600h to 17FFh 數據存放為2000h 之后廠(chǎng)商自定義區;
TPDO的通訊參數存放在1800h to 19FFh 映射參數存放在1A00h to 1BFFh 數據存放為2000h 之后廠(chǎng)商自定義區。
對于在設備子協(xié)議中未定義的特殊功能，制造商也可以在此區域根據需求定義對象字典對象。因此這個(gè)區域對于不同的廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，相同的對象字典項其定義不一定相同。
標準化設備子協(xié)議(Standardized profile area)
標準化設備子協(xié)議，為各種行業(yè)不同類(lèi)型的標準設備定義對象字典中的對象。目前已有十幾種為不同類(lèi)型的設備定義的子協(xié)議，例如 DS401、DS402、DS406等，其索引值范圍為0x6000～0x9FFF。同樣，這個(gè)區域對于不同的標準化設備子協(xié)議來(lái)說(shuō)，相同的對象字典項其定義不一定相同。
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