CANopen協議棧IO模塊設計
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1 整體思路
本文引用地址：http://2s4d.com/article/202503/468259.htm一個工業(yè)級CANopen-IO 至少需要滿足？
1.低成本：ARM-M0 32 bit 低成本
2.性能高：主頻80M 集成CAN，同時兼容CAN-FD
3.寬電壓：工作電壓1.62 ~ 3.6 V
4.滿足工業(yè)要求：工作溫度-40 ~ 125 ℃，覆蓋工業(yè)級范圍
一個工業(yè)級CANopen-IO 需要占用的內存資源？
1.內部閃存FLASH：128 k Byte
2.內部SRAM：32 k Byte
2 項目設計過程
2.1 硬件設計
CAN接口硬件設計：
1.采用電源信號雙隔離
2.保險+ 電感防雷擊設計
3.RJ45 輸出，方便級聯
Serial接口硬件設計：
1.USB 轉串口芯片CH340G
2.僅用于Debug 信息打印
輸入、輸出測試IO硬件設計：
輸出光耦隔離，MOS電流增強
輸入雙向光耦隔離，支持PNP、NPN模式
2.2 軟件設計
CAN接口軟件實現
1.CAN初始化
2.CAN的郵箱發(fā)送
3.CAN中斷接收
IO操作軟件實現：
1.IO初始化
2.IO的翻轉
CANopen協議棧的的移植：
1.協議棧的移植（stack、ccm）；
2.對象字典的遷移（objdict）；
3.芯片底層的對接（driver）；
CANopen對象字典和CIA401實現：
輸入映射rpdo：
輸入處理：
3 系統流程圖
硬件流程圖概述：
1.電源上電后，電源管理芯片控制5 V 電源端的輸出，后端無短路后直接輸出；
2. 5 V 電源使能后，經過LDO 穩(wěn)壓芯片到3.3 V 輸出到MCU 和各個接口芯片；
3.MCU供電正常后，開始復位，取外部晶振倍頻后以80M 主頻運行；
4.MCU運行后會初始化相關外設，在主循環(huán)中進行CAN報文的收發(fā)和IO端口的控制；
5.MCU將內部的CAN報文經TTL信號隔離后發(fā)送到CAN收發(fā)器，交由收發(fā)器再發(fā)送到總線上；
6. CAN收發(fā)器收CAN總線數據，轉換為TTL信號，隔離后再發(fā)送的MCU 內部的CAN 控制器的FIFO 中；
7. MCU還控制著硬件的輸入輸出IO狀態(tài)；
軟件流程圖概述：
1.系統上電后， Mspm0g3507 會進行系統初始化；
2.系統初始化完畢后，會進行外設的初始化（IO、CAN、Serial、Timer...）；
3.在CAN外設正常初始化后，對CANopen協議棧進行初始化，此時會分配Node-Id，波特率、以及將對應的CANopen節(jié)點切為預操作狀態(tài)；
4.MCU在主循環(huán)中會接收CANopen主節(jié)點的信息，會進行以下處理：CANopen狀態(tài)機處理、PDO報文處理、SDO報文處理以及自身心跳報文的發(fā)送等；
5.MCU在主循環(huán)中遵循CIA401協議，根據主節(jié)點發(fā)送的對象信息和狀態(tài)機進行相關的CIA401的處理；
6. MCU根據CIA401對輸入和輸出IO進行狀態(tài)的更新和信號的輸出；
4 系統實物圖
輸出端子Y16十六通道，這里只有了8通道
CAN收發(fā)電路，RJ45連接
和主控制器連接在一起。
（本文來源于《EEPW》202503）
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