CAN笔记（16） CANOpen简介
1. CAN 在 ISO 层级中的位置
从 OSI 的 7 层网络模型的角度来看同
CAN现场总线仅仅定义了第 1 层（物理层）、第 2 层（数据链路层）
而在实际设计中，这两层完全由硬件实现
设计人员无需再为此开发相关软件（ Software）或固件（Firmware）
只要了解如何调用相关的接口和寄存器，即可完成对 CAN 的控制
也就是之前 CAN笔记（1） CAN简介 至 CAN笔记（15） STM32-M4 CAN通讯 所做的
但 CAN 没有规定应用层，也就是没有规定与实际应用相关的逻辑
比如开关量输入输出， 模拟量输入输出
所以本身对于应用来说，是不完整的
这就像铁矿石（物理层）冶炼成铁锭（数据链路层）
然后针对具体应用，再加工做成汽车、轮船等等
2. 通信协议需求
前面内容是建立底层通信，只有在底层通信成功基础上
才能实现上一层的 通信协议
而基本每个行业的 CAN 应用
都需要一个高层协议来定义 CAN 报文中的 11/29位标识符、 8 字节数据的使用
但在 CAN 总线的工业自动化应用中， 由于设备的互通互联的需求越来越多
所以需要一个开放的、标准化的高层协议：
- 支持各种 CAN 厂商设备的互用性、互换性
- 实现在 CAN 网络中提供标准的、统一的系统通讯模式
- 提供设备功能描述方式
- 执行网络管理功能
其中包括：
- 应用层（Application layer）：为网络中每一个有效设备都能够提供一组有用的服务与协议
- 通讯描述（Communication profile）：提供配置设备、通讯数据的含义，定义数据通讯方式
- 设备描述（Device proflile）：为设备（类）增加符合规范的行为
3. CANopen 协议诞生
CANOpen 是一个基于 CAN 串行总线的网络传输系统的 应用层协议，遵循 ISO/OSI 标准模型
网络中不同的设备通过 对象字典或者对象 来相互交换数据
CANOpen 协议是在 20 世纪 90 年代末
由总部位于德国纽伦堡的 CiA 组织——CAN-in-Automation
在 CAL（CAN Application Layer）的基础上发展而来
由于 CANOpen 协议的创始人团队也是 CAN-bus 的创始人团队
此协议充分发挥了CAN-bus 所具备的所有优势
特别是 CiA 组织的主席蔡豪格（Holger Zeltwanger） 先生对于 CANOpen 协议
坚持开放、免费、非盈利的原则
一经推出便在欧洲得到了广泛的认可与应用
虽然 CiA 组织背后没有强大的财阀支撑
但时至今日已经成为全世界最为流行的 CAN 应用层协议
4. 设备子协议
经过对 CANOpen 协议规范文本的多次修改
使得 CANOpen 协议的稳定性、实时性、抗干扰性都得到了进一步的提高
并且 CiA 在 CANOpen 基础协议——CiA 301 之上，对各个行业不断推出设备子协议
使 CANOpen 协议在各个行业得到更快的发展与推广
所谓的子协议：
针对不同行业的应用对象，对 CANOpen 内部的数据含义进行重新定义，或者添加新的控制逻辑
目前 CANOpen 协议已经在运动控制、车辆工业、轨道交通、电机驱动、工程机械、船舶海运等行业得到广泛的应用
比如轨道交通中的城市轻轨车辆（低地板车）中， CiA 联合西门子、庞巴迪等轨道交通厂商，共同制定了以下轨道交通相关的 CANOpen 子协议：
- CiA 421 series: Train vehicle control system 列车车辆控制系统
- CiA 423 series: Diesel engine control system 柴油机控制系统
- CiA 424 series: Door control system 门控制系统
- CiA 426 series: Exterior light control system 外部灯控制系统
- CiA 430 series: Auxiliary equipment control system 辅助设备控制系统
- CiA 433 series: Interior light control system 内部灯控制系统
如图所示，为 CANOpen 在轨道列车中的地位，主干网为列车总线（WTB）
每接车厢采用车辆总线（MVB）来连接与列车行驶相关，对实时性要求高的部件
而 CANOpen 主要是连接各种非高安全性的部件
5. CANOpen设备结构
CANOpen 协议通常分为：
- 用户应用层
- 对象字典
- 通信
如下图CANOpen 的设备模型：
CANOpen 通信：本文关键部分
其定义了 CANOpen 协议通信规则以及与 CAN 控制器驱动之间对应关系
熟悉这部分对全面掌握CANOpen 协议至关重要
CANOpen 其中最为核心的是 对象字典
其描述了 应用对象 和 CANOpen报文 之间的关系
而CANOpen 用户应用层：用户根据实际的需求编写的应用对象
先了解个大概，知道CANOpen 是基于CAN的应用层协议
主节点 通过 过程数据对象 （PDO）或者 服务数据对象 （SDO）来 获取 或者 修改 其它节点 对象字典列表 中的 数据，这样的概念就行了先
参考：
《CANopen 轻松入门》
CANOpen系列教程07_CANOpen协议概述
相关推荐：
CAN笔记（15） STM32-M4 CAN通讯
CAN笔记（14） STM32-M4 寄存器
CAN笔记（13） STM32-M4 bxCAN
CAN笔记（12） 同步
CAN笔记（11） 位时序
谢谢！
转载：https://blog.csdn.net/qq_32618327/article/details/100709166