【开源】CANFESTIVAL协议栈下的CANopen主站

2020-01-03 19:07发布

本帖最后由 zhenglingo 于 2015-5-24 16:26 编辑

       这个工程是CANFESTIVAL开源协议栈移植到STM32F4中的CANopen主站,在公司里做总线式控制器通信部分,主要实现DS301和DS402标准,利用周末的时间搭建出来的基本通信框架,给正在学习CANopen的朋友做一个参考,其实网络上也有很多移植到各个平台下的,前期我也看了很多,但是到运用的时候才发现还有很多东西需要自己去理解,运用和移植完全是两码事,如果你的产品中用不到CANopen,理解下它的通信模型还是很不错的,比如生产者-消费者,客户端-服务端,主-从等通信模型在CANFESTIVAL都已经实现了。CANopen其实资料也非常多,推介周立功翻译的 《现场总线CANopen设计与应用》看一遍,基本上就明白CANopen的思想了,至于CANFESTIVAL多看看官方的例程也能明白通信对象的使用方法。 移植和概念是第一步,第二步是产品的应用,说说我在这方面的体会,之前我也没有接触过CANOpen,只用过CAN做一般的通信,CAN协议其实比较完善了,有自动重传,总线仲裁,错误检测等,但是这只是物理层的优势,没有一个好的应用层,还是发挥不了它的优势,CANopen就是针对CAN之上的应用层。之前我们的控制器是脉冲式的,考虑到节约成本决定尝试用总线式通信控制伺服电机,小弟也刚接触这个行业,公司里主从CANopen都需要做,现在从站通信基本上已经完成,已经能够让伺服电机转起来,我们是使用402里的插补模式,其他模式是否需要同步我暂时没了解过。总线式的运动控制器优点很多,如果伺服选择插补模式,用CAN做物理层还是比较欠缺的,用CAN做物理层,同步周期1MS最多可以实现3个轴联动,以1Mbit/S速率计算发送一个BYTE需要8us,正常运行时,主站发送一帧PDO数据一般由:2BYTE ID+1BYTE 长度+ 4BYTE插补值+2BYTE控制字+2BYTE CRC = 11BYTE,我们以同步周期1MS来算,主站发送一帧PDO数据就占用88US,加上从站需要处理这帧数据,处理完后返回一帧编码器的值+状态字时间和发送PDO一样,这样就需要将近200多us的时间(包括从站处理主站PDO的时间),一个轴就需要200多us,所以能做到3轴已经很不错了,况且如果整个同步周期都是数据,如果任意时刻出现干扰整个系统就非常危险,这在运动控制器里是不允许的,当然如果你的运动控制不做闭环的,只发位置下去,1MS做多轴应该是可以的,但这样谁还敢用?CAN做物理层高速还是不合适,只能用在精度不高的场合中,高速还是需要用以太网。
    代码已经实现了主站PDO,SDO,插补值映射,读取从站编码器值,目前是两轴,简单更改下就可以改成4轴,我希望大家可以多多交流CANopen在产品设计中的经验和遇到的问题,如果代码中有运用不对或者分析有不对的地方欢迎拍砖!
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99条回答
zhenglingo
1楼-- · 2020-01-05 13:16
kinsno 发表于 2015-5-24 21:06
正如你之前,我现在也是拿CAN当串口用,目的当然是为了它那超高的速率,一般跑500K的速度;
感谢资料,准 ...

etherCAT是用在高速运动控制上的,我们公司也有人在做,CAN用在低端的运动控制还是可以的比如最常见的搬运机械手对时间要求和速度等都不是很高,还是要看运用,CANopen协议属于应用层,按照CIA的设想它可以运行在不同的物理层上,但是不知道意义大不大。我用CANopen关键还是汲取它的思想,很多通信模型值得借鉴,还有就是对象字典的思想,相比MODBUS地址来说,CANopen明确定义了各个地址的含义,更加具有行业人员二次开发。
lovejp1981
2楼-- · 2020-01-05 19:09
正好最近在弄canopen,标记一下
qs6361036
3楼-- · 2020-01-05 20:17
很好的资料  !
lostid
4楼-- · 2020-01-05 23:18
"主站发送一帧PDO数据就占用88US,加上从站需要处理这帧数据,处理完后返回一帧编码器的值+状态字时间和发送PDO一样,这样就需要将近200多us的时间(包括从站处理主站PDO的时间)"
实际上主从站的PDO配置好以后,各自的PDO会根据触发事件(如编码器值改变)自动发送的,PDO属于消费者-生产者模型,是不需要确认的,从站的PDO发送并不受主站的影响。所以,从站并不需要接受到主站的PDO处理以后再返回编码器PDO。
zhenglingo
5楼-- · 2020-01-06 00:08
 精彩回答 2  元偷偷看……
kinsno
6楼-- · 2020-01-06 00:35
zhenglingo 发表于 2015-5-24 21:31
etherCAT是用在高速运动控制上的,我们公司也有人在做,CAN用在低端的运动控制还是可以的比如最常见的搬 ...

在工业上,我觉得CANOPEN和MB还差的不是一丁半点,现在有多少人,连MB都搞不利索,更别提CANOPEN;虽然它方便二次开发;
没办法,国内工业行业就这德性,龙蛇混杂;
不过MB不管是从哪个角度上看和CAN确实没办法比,可惜就是国内基础弱;

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