20210714学习手记 CANopen 协议

一、CANopen 协议概述

CAN(Controller Area Network)现场总线仅仅定义了物理层、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 报文中的各个数据位的具体作用。同时，随着 CAN 总线在工业自动化的应用越来越需广泛，就更加迫切的需要一个开放的、标准化的高层协议。

CANopen 是一种以 CAN 为基础的上层协议，是 CiA(CAN-in-Automation)定义的标准协议，在发布后不久就获得了广泛的承认。依靠 CANopen 协议的支持，可以将不同厂商遵循CANopen 标准的设备通过 CAN 总线进行网络连接。

咳咳，简单来说就是，CAN总线报文太简单了，没有一个协议，就像你有网线却永远只能发送0001111这样，所以我们要定义一个协议在这个网络上面用。所以CANopen就出来了，这就类似于我们计算机中的应用层的TCP协议，自己封装包，自己解包

在 OSI 模型中，CAN 标准与 CANopen 协议之间的关系如下图所示：

CANopen 协议提供了一套标准的通讯对象：包含过程
数据对象 PDO(Process Data Objects)、服务数据对象 SDO(Service Data Objects) 和一些特定功能的时间戳(Time Stamp)，同步信息(Sync message)，紧急信息(Emergency message)；

另外还制定了网络管理数据(network management data)，

如开机信息(Boot-up message)、网络管理信息(NMT message)和错误控制信息( Error Control message)。

二、CANopen 预定义连接集

为了减小简单网络的组态工作量，CANopen 定义了强制性的缺省标识符(CAN-ID)分配表。这些标志符在预操作状态下可用，通过动态分配还可修改它们。CANopen 设备必须向它所支持的通讯对象的提供相应的标识符。

缺省 ID 分配表是基于 11 位 CAN－ID，包含一个 4 位的功能码部分和一个 7 位的节点
ID(Node-ID)部分，如下图所示：

Node-ID 范围是 1~127(0 不允许被使用)。

预定义的连接集定义了 4 个接收 PDO(RXPDO)，4 个发送 PDO(TXPDO)，1 个 SDO