輕松掌握CANOpen最難理解的對象字典

　　摘要：CANopen是一種架構在控制局域網路(Controller Area Network, CAN)上的高層通訊協議，其中對象字典是協議中最為核心的概念，透徹掌握其相關內容，運用CANOpen將會如魚得水，游刃有余。

　　CANopen對象字典(OD: Object Dictionary)是CANopen協議最為核心的概念。所謂的對象字典就是一個有序的對象組，描述了對應CANopen節(jié)點的所有參數，包括通訊數據的存放位置也列入其索引，這個表變成可以傳遞形式就叫做EDS文件(電子數據文檔Electronic Data Sheet)。對象字典，就像體檢表，具備這個人每個功能的參數，便于用人單位(主站)進行合理分配工作。如圖 1所示。

　　圖 1 對象字典與體檢表

　　每個對象采用一個16位的索引值來尋址，這個索引值通常被稱為索引，其范圍在0x0000到0xFFFF之間。為了避免數據大量時無索引可分配，所以在某些索引下也定義了一個8 位的索引值，這個索引值通常被稱為子索引，其范圍是0x00到0xFF之間。

　　每個索引內具體的參數，最大用32位的變量來表示，即Unsigned32，四個字節(jié)。

　　每個CANopen設備都有一個對象字典，使用電子數據文檔(EDS文件)來記錄這些參數，而不需要把這些參數記錄在紙上。對于CANopen網絡中的主節(jié)點來說，不需要對CANopen從節(jié)點的每個對象字典項都訪問。

　　CANopen對象字典中的項由一系列子協議來描述。子協議為對象字典中的每個對象都描述了它的功能、名字、索引、子索引、數據類型，以及這個對象是否必需、讀寫屬性等等，這樣可保證不同廠商的同類型設備兼容。

　　CANopen協議的核心描述子協議是DS301，其包括了CANopen協議應用層及通信結構描述，其它的協議子協議都是對DS301 協議描述文本的補充與擴展。在不同的應用行業(yè)都會起草一份CANopen設備子協議，子協議編號一般是DS4xx 。

　　對象字典概述

　　如表 1所示，為對象字典索引區(qū)域定義，其中標綠色底紋的通訊對象子協議區(qū)和制造商特定子協議區(qū)是用戶需要關注的區(qū)域。

　　表 1 對象字典概述

　　通訊對象子協議區(qū)(Communication profile area)

　　通訊對象子協議區(qū)(Communication profile area)定義了所有和通信有關的對象參數，如表 2所示，標綠色底紋的索引范圍1000h to 1029h為通用通訊對象，所有CANopen節(jié)點都必須具備這些索引，否則將無法加入CANopen網絡。其他索引根據實際情況進行分配與定義。

　　表 2 通訊對象子協議區(qū)

　　1F80h to 1F89hNMT master objects網絡管理主機對象

　　通用通訊對象(General communication objects)

　　由于通用通訊對象十分重要，NMT主站(CANopen主站)在啟動時，通常都全部或者部分讀取所有從站中通用通訊對象中的索引，所以所有的通用通訊對象都必須在CANopen從站中實現，使用者也必須熟知這些索引地址與其含義。如表 3所示。

　　表 3 通用通訊對象

　　制造商特定子協議(Manufacturer-specific Profile)

　　對象字典索引2000h to 5FFFh為制造商特定子協議，通常是存放所應用子協議的應用數據。而上文所描述的通訊對象子協議區(qū)(Communication profile area)是存放這些應用數據的通信參數。比如廣州致遠電子的XGate-COP10從站模塊規(guī)定了：

　　 RPDO的通訊參數存放在1400h to 15FFh 映射參數存放在1600h to 17FFh 數據存放為2000h 之后廠商自定義區(qū);

　　 TPDO的通訊參數存放在1800h to 19FFh 映射參數存放在1A00h to 1BFFh 數據存放為2000h 之后廠商自定義區(qū)。

　　對于在設備子協議中未定義的特殊功能，制造商也可以在此區(qū)域根據需求定義對象字典對象。因此這個區(qū)域對于不同的廠商來說，相同的對象字典項其定義不一定相同。

　　標準化設備子協議(Standardized profile area)

　　標準化設備子協議，為各種行業(yè)不同類型的標準設備定義對象字典中的對象。目前已有十幾種為不同類型的設備定義的子協議，例如 DS401、DS402、DS406等，其索引值范圍為0x6000～0x9FFF。同樣，這個區(qū)域對于不同的標準化設備子協議來說，相同的對象字典項其定義不一定相同。