現場(chǎng)總線(xiàn)CANopen學(xué)習總結筆記四---對象字典

對象字典是所有數據結構的集合，這些數據涉及設備的應用程序、通信以及狀態(tài)機，對象字典利用對象來(lái)描述CANopen設備的全部功能，并且它也是通信接口與應用程度之間的接口。

CANopen協(xié)議已經(jīng)將對象字典進(jìn)行分配，用戶(hù)可以通過(guò)同一個(gè)索引和子索引獲得所有設備中的通信對象，以及用于某種設備類(lèi)別的對象。

4.3.1對象字典的分配

在索引6000h~9FFFh中，可以找到用于標準化設備子協(xié)議的對象描述。一個(gè)復雜的現場(chǎng)設備包括多個(gè)CANopen設備，CANopen設備里又包含一個(gè)通信專(zhuān)用的設備狀態(tài)機和多個(gè)邏輯設備，而每個(gè)邏輯設備又包含多個(gè)虛擬設備。

一個(gè)現場(chǎng)設備可以包含一個(gè)或多個(gè)CANopen設備，當然可以包含連接到其他總線(xiàn)系統和網(wǎng)絡(luò )的接口，從而形成一個(gè)網(wǎng)關(guān)。

4.3.2通信參數的描述

對象字典中的索引1000h~1FFFh描述設備在CANopen網(wǎng)絡(luò )中通信及交換數據所必須具備的基本功能：

1.用于設備描述的對象

2.用于錯誤顯示的對象

3.制造商狀態(tài)寄存器

4.同步參數

5.設備監控

6.保存以及恢復默認參數

7.用于時(shí)間報文和緊急報文的參數

8.用于SDO服務(wù)器和SDO客戶(hù)端的參數

9.PDO參數

10.保留參數

1.設備類(lèi)型參數的結構（設備類(lèi)型索引1000h）可用來(lái)描述所使用的設備子協(xié)議或應用規范。結構由設備子協(xié)議編號和附加信息組成。由以下對象也可用來(lái)描述設備屬性：

>索引1008h:制造商設備名稱(chēng)

>索引1009h:制造商硬件版本

>索引100Ah:制造商軟件版本，

此外，還有一個(gè)可以詳細描述設備的對象-------相同對象，它屬于一種結構，包含最多4個(gè)數據類(lèi)型為Unsigned32的條目。制造商ID為必選項。

2.用于錯誤顯示的對象（索引1001h和1003h）

錯誤寄存器是一個(gè)8位寄存器，其中所包含的錯誤信息可以通過(guò)緊急報文來(lái)發(fā)送。

錯誤存儲器是一個(gè)包含多達254個(gè)基本單元的數據場(chǎng)，這些基本單元提供近期引發(fā)緊急報文的錯誤列表。子索引00h表示錯誤存儲器中錯誤的個(gè)數。

3.同步參數（索引1005h，1006h，1007h，1019h）

同步報文COB標識符參數（1005h）是一個(gè)32位對象。包含有CAN標識符、3個(gè)控制位：

第31位預留位，第30位確定設備為發(fā)送還是接收同步報文，第29位用來(lái)區分11和29位標識符。

通信循環(huán)周期(索引1006h)是針對同步報文發(fā)送方面而言，該參數設置同步周期。

同步窗口長(cháng)度（1007h），在同步窗口時(shí)間范圍內，PDO傳輸必須在同步報文發(fā)送之后才能進(jìn)行。

同步計數器溢出參數（1019h）包含一個(gè)8位值，該值可以用來(lái)同步報文中的計數器。

5.設備監控（索引100Ch、100Dh、1016h、1017h）

有兩個(gè)參數可以用于配置心跳功能。

索引1017h：生產(chǎn)者心跳報文時(shí)間間隔，表示的是發(fā)送心跳報文的周期。網(wǎng)絡(luò )中的所有設備會(huì )對心跳報文進(jìn)行分析，確定設備故障。

索引1016h：消費者心跳時(shí)間間隔，它最多可以包含127個(gè)條目，條目記錄了被監控設備節點(diǎn)ID以及時(shí)間。

用來(lái)監控設備，我們引入2個(gè)新的參數“保護時(shí)間”（索引100Ch）和“壽命因子”（索引100Dh）。

6.保存以及恢復默認參數。

設備啟動(dòng)或通過(guò)NMT主機復位后，設備對象字典中的參數就會(huì )進(jìn)行初始化。之后可以利用SDO把字典中的默認參數設備成新的參數，通常這就代表了PDO參數的設置以及設備監控和同步機制的建立。

下面有兩種配置設備參數的方法：

第一種是由配置管理器進(jìn)行分配，好處是可以集中保存所有網(wǎng)絡(luò )信息，并且用一個(gè)結構相同的設備替換另一個(gè)設備后，不再需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的設備配置。

第二種是配置信息分布在網(wǎng)絡(luò )中。如果在網(wǎng)絡(luò )調試過(guò)程中只對設備進(jìn)行一次配置，將配置信息保存在非易失性存儲器，則無(wú)需中央配置管理器集中保存信息，又可以縮短網(wǎng)絡(luò )啟動(dòng)時(shí)間。

“保存參數”對象（索引1010h）中包含四個(gè)選項：

子索引01h保存整個(gè)對象字典的參數

子索引02h保存通信參數

子索引03h保存子協(xié)議參數

子索引04h~7Fh保存制造商相關(guān)的參數組

“恢復默認參數”（索引1010h）是用來(lái)恢復設備默認的配置參數，即出廠(chǎng)設置。

為了防止意外恢復默認參數，便定義了一個(gè)恢復默認參數命令。默認值只有在設備復位之后才生效。

7.用于時(shí)間報文和緊急報文的參數

要想通過(guò)時(shí)間報文發(fā)送網(wǎng)絡(luò )時(shí)間，就必須給時(shí)間報文分配一個(gè)CAN標識符。該CAN標識符記錄在COB標識符參數1012h中。

與時(shí)間報文相似，在對象字典1014h同樣也給緊急報文設定一個(gè)CAN標識符。但COB-ID緊急報文參數中的第30位是不可用的，固定為0。

為了避免總線(xiàn)因持續發(fā)送高優(yōu)先級的緊急報文而無(wú)法進(jìn)行通信，可以在對象字典1015h（禁止時(shí)間緊急報文）中設定一個(gè)禁止發(fā)送緊急報文的時(shí)間。僅當禁止時(shí)間結束之后，才允許重新發(fā)送緊急報文。

8.用于SDO服務(wù)器和SDO客戶(hù)端的參數

SDO服務(wù)器和SDO客戶(hù)端的參數的對象類(lèi)型均為復雜數據類(lèi)型，子索引01h包含客戶(hù)端發(fā)往服務(wù)器報文的COB標識符，子索引02h包含服務(wù)器發(fā)往客戶(hù)端報文的COB標識符。

注意用于SDO報文的COB標識符參數的結構

9.PDO參數

一個(gè)CANopen設備最多可以有512個(gè)TPDO和512個(gè)TPDO,對PDO參數用兩個(gè)參數來(lái)配置。

(1)PDO通信參數，PDO通信參數的數據類(lèi)型索引為0020h

(2)PDO映射參數，PDO映射參數的數據類(lèi)型索引為0021h

用于PDO消息的COB標識符參數的結構中，子索引01h除了包含所使用的CAN標識符之外，還包含有效位，遠程幀，和11/29位標識符。

02h定義了PDO的傳輸類(lèi)型，03h定義PDO禁止時(shí)間。禁止時(shí)間為100μs,作用是禁止PDO連續發(fā)送從而占用大量的總線(xiàn)資源，只有當PDO發(fā)送完成之后間隔一個(gè)禁止時(shí)間才能發(fā)送下一個(gè)PDO。

PDO映射參數最多有64個(gè)數據類(lèi)型為Unsigned32的子索引。這些32位值包含索引和子索引以及待傳輸過(guò)程數據的長(cháng)度。

注意PDO映射參數的結構。

如果支持可變映射，用戶(hù)可以改寫(xiě)子索引。這意味著(zhù)可以利用SDO訪(fǎng)問(wèn)來(lái)改變映射。有如下規定：

10，保留參數

4.3.3對象字典的實(shí)現

一般來(lái)說(shuō)用戶(hù)希望能夠快速地訪(fǎng)問(wèn)索引，所以需要通過(guò)一種查找算法來(lái)找到合適的條目。有一種CANopen結構，可以訪(fǎng)問(wèn)大多數的對象字典。

CANopen軟件通過(guò)固定的索引/子索引來(lái)訪(fǎng)問(wèn)對象列表中的條目，對象列表提供一個(gè)指向存儲器中某個(gè)變量的指針，應用程序可直接通過(guò)變量名稱(chēng)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)所需的條目。對象字典列表就構成了索引/子索引與對應變量名稱(chēng)之間的接口。