CANopenNode学习笔记

CANopenNode 是免费开源的CANopen协议栈。
CANopen是建立在CAN基础上的用于嵌入式控制系统的国际标准化(EN 50325-4) (CiA301)高层协议。有关CANopen的更多信息，请参见http://www.can-cia.org/
CANopenNode是用ANSI C语言以面向对象的方式编写的。它运行在不同的微控制器上，作为裸机应用或带RTOS应用。
通信变量、设备变量、自定义变量收集在CANopen对象字典中，可以从C代码和CANopen网络访问。
CANopenNode的主页为https://github.com/CANopenNode/CANopenNode
这是CANopenNode的第4版，带有新的对象字典实现。对于旧版本，git签出分支v1.3-master或v2.0-master。

特性

CANopen

Object Dictionary提供清晰和灵活的组织任何变量。变量可以直接访问或通过读/写函数访问。
NMT从机启动、停止、复位设备。简单的NMT主机。
Heartbeat用于监控 CANopen 设备的心跳生产者/消费者错误控制。
PDO用于广播处理数据，具有高优先级，没有协议开销。对象字典中的变量可以动态映射到TPDO上，TPDO按照通信规则进行传输，并被另一台设备作为RPDO接收。
SDO服务器支持对CANopen设备内所有对象字典变量的快速、分段和块传输访问。
SDO客户机可以访问网络内任何CANopen设备上的任何对象字典变量。
Emergency消息生产者/使用者。
Sync生产者/消费者允许网络同步传输PDO对象，等等。
Time-stamp生产者/消费者支持以毫秒分辨率进行日期和时间同步。
LSS CANopen节点ID和比特率设置，主站和从站，LSS 快速扫描。
CANopen gateway，用于 NMT 主站、LSS 主站和 SDO 客户端的 CiA309-3 Ascii 命令接口。
CANopen Safety, EN 50325-5, CiA304，安全相关网络中的“类PDO”通信
CANopen Conformance Test Tool CANopen一致性测试工具通过。

其他

适用于16位及以上单片机
多线程，实时
对象字典编辑器
对象字典或其他变量的非易失性存储。 自动或由标准 CANopen 命令控制，可配置。
可省电
可能的引导加载程序（用于固件更新）

CANopenNode 流程图

典型 CANopenNode 实现的流程图：

                            -----------------------|     Program start     |-----------------------|-----------------------|     CANopen init      |-----------------------|-----------------------|     Start threads     |-----------------------|     |     |--------------------      |      --------------------|                          |                          |----------------------    ------------------------    -----------------------
| CAN receive thread   |  | Timer interval thread  |  | Mainline thread       |
|  （CAN接收线程）       |  |  （定时器触发线程）      |  |  （主线线程）           |
|                      |  |                        |  |                       |
| - Fast response.     |  | - Realtime thread with |  | - Processing of time  |
| - Detect CAN ID.     |  |   constant interval,   |  |   consuming tasks     |
| - Partially process  |  |   typically 1ms.       |  |   in CANopen objects: |
|   messages and copy  |  | - Network synchronized |  |    - SDO server,      |
|   data to target     |  | - Copy inputs (RPDOs,  |  |    - Emergency,       |
|   CANopen objects.   |  |   HW) to Object Dict.  |  |    - Network state,   |
|                      |  | - May call application |  |    - Heartbeat.       |
|                      |  |   for some processing. |  |    - LSS slave        |
|                      |  | - Copy variables from  |  | - Gateway (optional): |
|                      |  |   Object Dictionary to |  |    - NMT master       |
|                      |  |   outputs (TPDOs, HW). |  |    - SDO client       |
|                      |  |                        |  |    - LSS master       |
|                      |  |                        |  | - May cyclically call |
|                      |  |                        |  |   application code.   |----------------------    ------------------------    -----------------------

文件结构

• 301/ - CANopen 应用层和通信配置文件。
  • CO_config.h - CANopenNode 的配置宏。
  • CO_driver.h - CAN 硬件和 CANopenNode 之间的接口。
  • CO_ODinterface.h/.c - CANopen 对象字典接口。
  • CO_Emergency.h/.c - CANopen 紧急协议。
  • CO_HBconsumer.h/.c - CANopen 心跳消费者协议。
  • CO_NMT_Heartbeat.h/.c - CANopen 网络管理和心跳生产者协议。
  • CO_PDO.h/.c - CANopen 过程数据对象协议。
  • CO_SDOclient.h/.c - CANopen 服务数据对象 - 客户端协议（主站功能）。
  • CO_SDOserver.h/.c - CANopen 服务数据对象 - 服务器协议。
  • CO_SYNC.h/.c - CANopen 同步协议（生产者和消费者）。
  • CO_TIME.h/.c - CANopen 时间戳协议。
  • CO_fifo.h/.c - 用于 SDO 和网关数据传输的 Fifo 缓冲区。
  • crc16-ccitt.h/.c - CRC 16 CCITT 多项式的计算。
  • 303/ - CANopen 推荐
    • CO_LEDs.h/.c - CANopen LED 指示灯
  • 304/ - CANopen 安全。
    • CO_SRDO.h/.c - CANopen 安全相关数据对象协议。
    • CO_GFC.h/.c - CANopen 全局故障安全命令（生产者和消费者）。
  • 305/ - CANopen 层设置服务 (LSS) 和协议。
    • CO_LSS.h - CANopen 层设置服务协议（通用）。
    • CO_LSSmaster.h/.c - CANopen 层设置服务 - 主协议。
    • CO_LSSslave.h/.c - CANopen 层设置服务 - 从站协议。
  • 309/ - 从其他网络访问 CANopen。
    • CO_gateway_ascii.h/.c - Ascii 映射：NMT 主站、LSS 主站、SDO 客户端。
  • 贮存/
    • CO_storage.h/.c - CANopen 数据存储基础对象。
    • CO_storageEeprom.h/.c - CANopen 数据存储对象，用于将数据存储到块设备 (eeprom) 中。
    • CO_eeprom.h - 与 CO_storageEeprom 一起使用的 Eeprom 接口，功能是特定于目标系统的。
  • 额外的/
    • CO_trace.h/.c - 用于随时间记录变量的 CANopen 跟踪对象。
  • example/ - 包含基本示例的目录，应在任何系统上编译。
    • CO_driver_target.h - CANopenNode 的示例硬件定义。
    • CO_driver_blank.c - CANopenNode 的示例空白接口。
    • main_blank.c - 主线和其他线程 - 示例模板。
    • CO_storageBlank.h/.c - 数据存储到非易失性存储器的示例空白演示。
    • Makefile - 例如 Makefile。
    • DS301_profile.xpd - DS301 的 CANopen 设备描述文件。 它还包括 CANopenNode 的特定属性。 该文件在对象字典编辑器的配置文件中也可用。
    • DS301_profile.eds、DS301_profile.md - 标准 CANopen EDS 文件和降价文档文件，从 DS301_profile.xpd 自动生成。
    • OD.h/.c - CANopen 对象字典源文件，从 DS301_profile.xpd 自动生成。
  • doc/ - 文档目录
    • CHANGELOG.md - 更改日志文件。
    • deviceSupport.md - 有关受支持设备的信息。
    • objectDictionary.md - CANopen 对象字典接口的描述。
    • CANopenNode.png - 小图标。
    • html - 带有文档的目录 - 必须由 Doxygen 生成。
  • CANopen.h/.c - CANopen 对象的初始化和处理，适用于通用配置。
  • codingStyle - 编码风格的例子。
  • Doxyfile - 文档生成器 doxygen 的配置文件。
  • 许可证 - 许可证。
  • README.md - 这个文件。

对象字典编辑器

对象字典是CANopen 最重要的部分之一。

要自定义对象字典，必须使用外部应用程序：CANopenEditor。 还提供了最新的预编译二进制文件。 只需提取 zip 文件并运行 EDSEditor.exe。 在 Linux 中，它使用 mono 运行，这在 Ubuntu 上默认可用。 只需将文件权限设置为“可执行”，然后执行程序即可。

在程序中，在首选项中，将导出器设置为“CANopenNode_V4”。 然后开始新项目或打开现有的项目文件。

支持许多项目文件类型，EDS、XDD v1.0、XDD v1.1、旧的自定义 XML 格式。 然后可以将生成的项目文件保存为 XDD v1.1 文件格式 (xmlns=“http://www.canopen.org/xml/1.1”)。 项目文件也可以导出为其他格式，可用于生成对象字典的文档和CANopenNode源文件。

如果启动了新项目，则可能会插入 DS301_profile.xpd。 如果编辑现有（旧）项目，则可能会删除现有的通信特定参数，然后可能会插入新的 DS301_profile.xpd。 另一种方法是通过观察 objectDictionary.md 中 CANopenNode 的对象字典要求来编辑现有的通信参数。

要克隆、添加或删除，请选择对象并使用右键单击。 正确设置自定义对象字典需要一些 CANopen 知识。 也可以从另一个项目中插入单独的对象。

CANopenNode 在标准项目文件中包含一些自定义属性。 有关详细信息，请参阅 objectDictionary.md。