虹科干貨 | 讀不懂CANopen報文？看完這篇文章你就知道了！

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CANopen是位于CAN總線之上的應用層協議。CAN報文由7個不同的位域組成，CANopen主要是規定了其中的仲裁域和數據域的使用情況。

01

CANopen報文格式

CANopen的報文格式為COB-ID+D0+D1+…..+D7， 放入CAN幀的數據，低字節優先。例如數據0x01020304對應如下組織：COB-ID 04030201。COB-ID= Function Code+Node ID（或其他），如圖所示：

Function Code（二進制）：

EMCY：0001；

PDO：0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010；

SDOrx : 1011；

SDOtx : 1100；

NMT error control : 1110；

NMT : 0000；

SYNC : 0001；

TIME STAMP : 0010；

例子：182H=0001 1000 0010（B）

11bit為 0011 0000 010：前四位0011為功能碼PDO，后四位為節點，10=2即節點為2.

02

CANopen報文測試

01

Boot-up報文

Boot-up報文為CAN-ID=700+node_ID。當某個節點在initializing模式之后，進入pre-operational模式將發送boot-up報文，例如CIO102在上電之后會收到報文如下圖。這個boot-up報文其實也是第一個心跳報文。

02

NMT報文

NMT狀態機：1）Power on上電 2）自動切換到預操作狀態3）6）網絡管理切換到操作狀態。4）7）網絡管理切換到預操作狀態。5）8）網絡管理切換到停止狀態。9）10）11）網絡管理切換到應用層復位狀態。12）13）14）網絡管理切換到通訊復位狀態。15）掉電或者硬件復位。

NMT協議：11-bit的CAN報文ID中只攜帶高4-bit的功能碼，CANID均為000h，具備最高的 CAN 優先級。數據為Node-ID放在數據域的D1處；具體的NMT命令編碼放在數據域的D0處！例：將節點1設置為operational狀態：000 01 01

如果要對整個網絡所有節點同時進行控制，則D1為0即可。例：將所有節點設置為operational狀態000 01 00

03

心跳報文

Stare：0=Boot-up 4=stopped 5=operational 7F=pre-operational

CAN-ID為700+Node-ID數據為一個字節。如圖，設備上電后處于pre-op狀態，通過SDO寫入心跳周期5s，每隔5s自動發送一次設備的狀態，通過000 01 01將設備的狀態切換為op。報文：601 2B 1710 00 88 13 00 00：601為CAN-ID（600+NODE_ID），2B代表寫兩個字節，17 10 表示索引（根據報文格式低位在前，此處代表對象1017h），00表示子索引，88 13 00 00代表數據內容（低位在前則該數據為00 00 13 88=5000）.

04

Node guard

主站發送一幀遠程幀，節點應答700+Node_IDstate

State：0=初始化，1=斷開連接，2=連接，3=準備，4=stopped，5=operational，6=pre-operational

05

同步報文

同步窗口時間索引：1007h約束了同步幀發送后從節點發送PDO的時效即在這個時間內發送的PDO才有效超過時間的PDO將被丟棄；通訊循環周期：索引 1006 h 規定了同步幀的循環周期。

測試過程/Testing process

1）令設備處于op狀態

2）1800，1802的transmission type設為3

06

SDO

快速SDO

用于讀/寫某個節點的對象字典，其數據內容不超過四個字節。例如601 22 00 62 01 FF 00 00 00：601（600+Node_ID）；22（不對傳輸數據的字節數做區分）=0010 0010（如下圖）001表示寫，0表示沒有用到的字節數，00表示剩下的字節數，1表示快速傳輸，0表示data區沒有字節數指示；01表示子索引；FF 00 00 00 表示數據區的內容。

SDO寫

CCS: 客戶端的命令碼 [1：寫入初始化請求]

X: unused bits

n: 字節數 (n表示后面4個字節數據剩余的數量)

e: transfer expedited (快速傳輸，無分段)

s: data區是否為字節數指示：0表示data區無，1表示data區的數值為要寫入的數據

SCS: 服務器命令碼 [3：寫入初始化響應]

SDO讀

CCS: 客戶端命令碼 [2：讀SDO初始化請求]

n: 當快速模式時，表示data區內空余的字節數

e: transfer type：1表示快速傳輸，無分段

s: data size indicator

SCS: 服務器端命令碼 [2：讀SDO初始化響應]

X: unused bits

SDO命令符

下圖為SDO測試的過程，包括讀6200 01和6200 02的讀寫操作。

分段SDO/塊傳輸

針對讀寫數據超過四個字節的情況，報文測試進行分段傳輸。報文傳輸如下圖所示，601 40 08 10 00 00 00 00表示讀取1008索引10子索引。41 01 10 00 0D 00 00 00；60 00 00 00 00 00 00 00；70 00 00 00 00 00 00 00該為確認報文信息。00 68 69 70 65 63 73 2D；13 43 49 4F 31 30 32 00為具體內容，其中00和13為命令碼；其他通過查ASCII表68:h;69:i;70:p;65:e;63:c;73:s;2D:-;43:C;49:I;4F:O;31:1;30:0;32:2;00:NULL;即內容為：hipecs-CIO02。

07

PDO

PDO有三種觸發機制：事件觸發、遠程幀、同步。

PDO的COB-ID組成如下方的表格所示：

此處的COB-ID就是文章開頭所說的其他的情況，這一應用主要在修改PDO映射中。其中PDO的COB-ID主要有以下這些：

PDO通訊中有兩個重要的概念，通訊參數與映射參數（CiA301中規定了他們的對象），通訊參數中定義了該設備所使用的COB-ID、傳輸類型、禁止時間、事件定時器觸發時間、同步起始值。