CANopen從站設備的快速實現方法

　　CANopen協議作為CAN總線的應用層協議，擁有復雜的網絡管理、實時過程數據對象、服務數據對象、預定義連接和特殊功能對象等基本功能，另外CANopen協議還定義了指示燈規范、通信安全架構、在線配置、以及EDS文件規范、標準設備規范等一系列的協議規范。因此開發基于CANopen協議的設備有著非常高的難度以及較長的開發周期。

　　為了解決CANopen產品開發難的問題，廣州致遠電子有限公司開發的一款嵌入式CANopen從站協議轉換模塊——XGate-COP10，轉換為UART接口，支持CANopen標準協議DS301、DS302、DS303、DS305。XGate-COP10為CANopen從站協議轉換模塊，其內部已經集成了CANopen從站協議棧代碼，不需要二次開發，可快速方便的使現有設備具有CANopen通信能力。該模塊具有如下所示的功能特點：

• 　　網絡管理服務對象(NMT：Boot up， Node Guarding /Life guarding，Heartbeat Producer);
• 　　過程數據對象(TPDO與RPDO);
• 　　服務數據對象(SDO服務器);
• 　　緊急報文對象(Emergency );
• 　　同步報文對象(Sync);
• 　　網絡配置對象(LSS從站);
• 　　串口通信能力(UART);
• 　　96字節的輸入輸出數據緩沖(I/O);
• 　　CAN總線支持5k～1Mbit/s的波特率;
• 　　體積小，18mm×31mm(DIP24封裝)。

　　硬件設計

　　圖1 所示為XGate-COP10在用戶系統中的典型應用，其中用戶CPU通過UART(TTL電平)與XGate-COP10進行通信，通過UART用戶可以方便的讀取或寫入XGate-COP10的輸入輸出數據區，實現應用數據與CANopen主站設備的交換。

　　由于XGate-COP10模塊中未集成有CAN收發器，因此該原理圖采用了CTM8251T隔離收發器，這樣可保證CAN通信的穩定可靠，也實現了整個系統與CAN總線的電氣隔離。

　　軟件設計

　　XGate-COP10的軟件設計，重點在于用戶CPU與XGate-COP10的UART通信的建立(即完成XGate-COP10所規定的串口通信協議)，在XGate-COP10中，對串口數據進行了簡單的協議封裝，實現了對XGate-COP10的既定操作。

　　如圖2所示為操作XGate-COP10軟件流程圖。首先，用戶需要對XGate-COP10模塊進行相應的初始化操作，例如寫入用戶設備信息(必需)、節點地址(可選)和波特率(可選)等操作。其次，只有在XGate-COP10處于操作狀態時，與XGate-COP10進行的數據交換才有效。為了方便用戶快速的使用XGate-COP10，致遠電子提供了UART通信協議源代碼，用戶可直接在常用的單片機上使用，也可以稍作修改在特殊的單片機上使用。