现场总线CANopen设计与应用

第1章 通信和设备模型

1.1 通信层和参考模型

1.2 设备模型和兼容性等级

1.3 对象的描述与定义

第2章 物理层

2.1 位定时和位填充

2.2 高速收发器芯片

2.3 网络拓扑结构

2.4 连接器

第3章 CAN协议

3.1 报文格式

3.2 错误的检测、限制和处理

3.2.1 错误检测机制

3.2.2 无法检测到的错误

第4章 应用层

4.1 基本原理

4.2 通信对象

4.2.1 过程数据对象

4.2.2 服务数据对象

4.2.3 同步

4.2.4 发送设备错误信号

4.3 对象字典

4.3.1 对象词典的分配

4.3.2 通信参数的描述

4.3.3 对象字典的实现

4.4 网络管理系统

4.4.1 NMT服务与协议

4.4.2 设备监控

4.5 CAN标识符的分配

4.5.1 预定义主/从连接集

4.5.2 设备的基本功能

4.6 节点ID的分配

第5章 应用层的附加功能

5.1 可编程的CANopen设备

5.1.1 术语的定义

5.1.2 标准的网络启动

5.1.3 CANopen管理器的作用

5.1.4 可编程的CANopen设备的过程数据

5.1 I5网络变量

5.1.6 下载程序

5.2 网络组

5.3 安全数据传输协议

5.3.1 安全相关的数据对象SRDO

5.3.2 CANopen安全实施方案

第6章 设备子协议

6.1 基础

6.2 I/0模块的子协议

6.2.1 数字量输入

6.2.2 数字量输出

6.2.3 模拟量输入

6.2.4 模拟量输出

6.2.5 控制手柄

6.3 驱动和运动控制设备子协议

6.3.1 驱动器状态机

6.3.2 驱动器的工作模式

6.3.3 因数组

6.3.4 预定义PDO

6.4 传感器和测量设备的子协议

6.4.1 模拟量输入功能模块

6.4.2 调节器功能模块

6.4.3 报警功能模块

6.4.4 数字I/O功能模块

第7章 接口规范

第8章 应用规范

第9章 CANopen工具

第10章 CANopen设备及网络

附录A参考文献

附录B作者

附录C词汇表

《现场总线CANopen设计与应用》适合从事工业控制或工业通信的工程技术人员使用，也可作为高等院校自动化、机电一体化、电子信息类等专业的教学参考书。

《现场总线CANopen设计与应用》讲述作为工业现场总线协议重要成员之一--CANopen协议的基本原理、规则以及相关背景，重点介绍CANopen协议的工作机制，力求向读者展现CANopen协议的概貌，使读者能够理解为何CANopen需要制定如此的工作流程。全书分为4个部分，第一部分由第1~3章组成，主要介绍通信的基本原理，以及CANopen协议物理层和链路层的基本特性(CAN总线);第二部分由第4~5章组成，主要介绍CANopen的基本核心工作机制和CANopen主站设备的特点;第三部分由第6~8章组成，主要介绍CANopen应用中的设备子协议规范;第四部分由第9~10章组成，主要介绍CANopen协议的应用及调试的方法和工具。

CANopen是一种架构在控制局域网路(Controller Area Network, CAN)上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。

CANopen 实现了OSI模型中的网络层以上(包括网络层)的协定。CANopen 标准包括寻址方案、数个小的通讯子协定及由设备子协定所定义的应用层。 CANopen 支援网络管理、设备监控及节点间的通讯，其中包括一个简易的传输层，可处理资料的分段传送及其组合。一般而言数据链结层及物理层会用CAN来实作。除了 CANopen 外，也有其他的通讯协定(如EtherCAT)实作 CANopen 的设备子协定。

CANopen由非营利组织CiA(CAN in Automaion)进行标准的起草及审核工作，基本的 CANopen 设备及通讯子协定定义在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301. 中。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充。如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。

CANopen是一种架构在控制局域网路(Controller Area Network, CAN)上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。

第1章 现场总线控制系统概述

1.1 控制系统

1.2 现场总线技术

1.2.1 现场总线控制系统

1.2.2 现场总线的特点

1.2.3 现场总线的本质

1.2.4 现场总线的作用

1.3 几种有影响的现场总线

1.3.1 基金会总线

1.3.2 LonWorks

1.3.3 Profibus

1.3.4 HART

1.3.5 CAN

1.3.6 INTERBUS

1.3.7 CC-Link

1.3.8 P-Net

1.3.9 SwiftNet

1.3.10 AS-i

1.3.11 RS-485

1.4 CAN现场总线简介

1.4.1 CAN现场总线特点

1.4.2 CAN现场总线的发展过程

1.5 小结

1.6 思考题

第2章 CAN总线概念及相关协议

2.1 CAN总线概念

2.2 CAN总线概述

2.2.1 CAN总线的相关概念

2.2.2 CAN总线的特点

2.3 报文传输

2.4 CAN总线帧类型

2.4.1 数据帧组成

2.4.2 远程帧

2.4.3 错误帧

2.4.4 过载帧

2.4.5 帧间空间

2.5 发送器/接收器

2.6 错误处理

2.6.1 错误检测

2.6.2 错误标定

2.6.3 故障界定

2.7 位定时要求

2.7.1 标称位速率

2.7.2 标称位时间

2.7.3 同步

2.7.4 协议修改

2.7.5 CAN的标准接口

2.8 CAN总线的拓扑结构及通信方式

2.8.1 CAN总线的网络拓扑结构

2.8.2 CAN总线系统的通信方式

2.9 小结

2.10 思考题

第3章 控制器SJA1000与 收发器TJA1050

3.1 SJA1000介绍

3.1.1 SJA1000特点

3.1.2 总体说明

3.1.3 CAN控制模块的说明

3.1.4 CAN控制器的详细说明

……

第4章 SJA1000独立CAN控制器的应用

第5章 带有SPI接口的独立CAN控制器MCP2510

第6章 基于MCP2510控制器开发CAN总线节点

第7章 基于32位微处理器和MCP2510实现多种CAN智能节点

第8章 CAN总线应用层协议

第9章 基于CAN智能节点组成控制网络系统的应用

附录A

参考文献