現場總線CANopen學習總結筆記四---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、通信以及狀態機，對象字典利用對象來描述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協議已經將對象字典進行分配，用戶可以通過同一個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議的對象描述。一個復雜的現場設備包括多個CANopen設備，CANopen設備里又包含一個通信專用的設備狀態機和多個邏輯設備，而每個邏輯設備又包含多個虛擬設備。

一個現場設備可以包含一個或多個CANopen設備，當然可以包含連接到其他總線系統和網絡的接口，從而形成一個網關。

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網絡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.用于時間報文和緊急報文的參數

8.用于SDO服務器和SDO客戶端的參數

9.PDO參數

10.保留參數

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

>索引1008h:制造商設備名稱

>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個數據類型為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8位寄存器，其中所包含的錯誤信息可以通過緊急報文來發送。

錯誤存儲器是一個包含多達254個基本單元的數據場，這些基本單元提供近期引發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32位對象。包含有CAN標識符、3個控制位：

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

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

同步窗口長度（1007h），在同步窗口時間范圍內，PDO傳輸必須在同步報文發送之后才能進行。

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

5.設備監控（索引100Ch、100Dh、1016h、1017h）

有兩個參數可以用于配置心跳功能。

索引1017h：生產者心跳報文時間間隔，表示的是發送心跳報文的周期。網絡中的所有設備會對心跳報文進行分析，確定設備故障。

索引1016h：消費者心跳時間間隔，它最多可以包含127個條目，條目記錄了被監控設備節點ID以及時間。

用來監控設備，我們引入2個新的參數“保護時間”（索引100Ch）和“壽命因子”（索引100Dh）。

6.保存以及恢復默認參數。

設備啟動或通過NMT主機復位后，設備對象字典中的參數就會進行初始化。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行分配，好處是可以集中保存所有網絡信息，并且用一個結構相同的設備替換另一個設備后，不再需要進行專門的設備配置。

第二種是配置信息分布在網絡中。如果在網絡調試過程中只對設備進行一次配置，將配置信息保存在非易失性存儲器，則無需中央配置管理器集中保存信息，又可以縮短網絡啟動時間。

“保存參數”對象（索引1010h）中包含四個選項：

子索引01h保存整個對象字典的參數

子索引02h保存通信參數

子索引03h保存子協議參數

子索引04h~7Fh保存制造商相關的參數組

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

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

7.用于時間報文和緊急報文的參數

要想通過時間報文發送網絡時間，就必須給時間報文分配一個CAN標識符。該CAN標識符記錄在COB標識符參數1012h中。

與時間報文相似，在對象字典1014h同樣也給緊急報文設定一個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。

為了避免總線因持續發送高優先級的緊急報文而無法進行通信，可以在對象字典1015h（禁止時間緊急報文）中設定一個禁止發送緊急報文的時間。僅當禁止時間結束之后，才允許重新發送緊急報文。

8.用于SDO服務器和SDO客戶端的參數

SDO服務器和SDO客戶端的參數的對象類型均為復雜數據類型，子索引01h包含客戶端發往服務器報文的COB標識符，子索引02h包含服務器發往客戶端報文的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CANopen設備最多可以有512個TPDO和512個TPDO,對PDO參數用兩個參數來配置。

(1)PDO通信參數，PDO通信參數的數據類型索引為0020h

(2)PDO映射參數，PDO映射參數的數據類型索引為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的傳輸類型，03h定義PDO禁止時間。禁止時間為100μs,作用是禁止PDO連續發送從而占用大量的總線資源，只有當PDO發送完成之后間隔一個禁止時間才能發送下一個PDO。

PDO映射參數最多有64個數據類型為Unsigned32的子索引。這些32位值包含索引和子索引以及待傳輸過程數據的長度。

注意PDO映射參數的結構。

如果支持可變映射，用戶可以改寫子索引。這意味著可以利用SDO訪問來改變映射。有如下規定：

10，保留參數

4.3.3對象字典的實現

一般來說用戶希望能夠快速地訪問索引，所以需要通過一種查找算法來找到合適的條目。有一種CANopen結構，可以訪問大多數的對象字典。

CANopen軟件通過固定的索引/子索引來訪問對象列表中的條目，對象列表提供一個指向存儲器中某個變量的指針，應用程序可直接通過變量名稱來訪問所需的條目。對象字典列表就構成了索引/子索引與對應變量名稱之間的接口。