现场总线CANopen学习总结笔记四---对象字典

4.3  

对象字典是所有数据结构的集合，这些数据涉及设备的应用程序、通信以及状态机，对象字典利用对象来描述 设备的全部功能，并且它也是通信接口与应用程度之间的接口。

CANopen协议已经将对象字典进行分配，用户可以通过同一个索引和子索引获得所有设备中的通信对象，以及用于某种设备类别的对象。

4.3.1 对象字典的分配 

在索引6000h~9FFFh中，可以找到用于标准化设备子协议的对象描述。一个复杂的现场设备包括多个CANopen设备，CANopen设备里又包含一个通信专用的设备状态机和多个逻辑设备，而每个逻辑设备又包含多个虚拟设备。

一个现场设备可以包含一个或多个CANopen设备，当然可以包含连接到其他系统和网络的接口，从而形成一个网关。

4.3.2 通信参数的描述

对象字典中的索引1000h~1FFFh描述设备在CANopen网络中通信及交换数据所必须具备的基本功能：

1.用于设备描述的对象

2.用于错误显示的对象

3.制造商状态寄存器

4.同步参数

5.设备监控

6.保存以及恢复默认参数

7.用于时间报文和紧急报文的参数

8.用于SDO服务器和SDO客户端的参数

9.PDO参数

10.保留参数

 

1.设备类型参数的结构（设备类型索引1000h）可用来描述所使用的设备子协议或应用规范。结构由设备子协议编号和附加信息组成。由以下对象也可用来描述设备属性：

  >索引 1008h :制造商设备名称

  >索引 1009h :制造商硬件版本

  >索引 100Ah:制造商软件版本，

此外，还有一个可以详细描述设备的对象-------相同对象，它属于一种结构，包含最多4个数据类型为Unsigned32 的条目。制造商ID为必选项。

2.用于错误显示的对象（索引1001h和1003h）

错误寄存器是一个8位寄存器，其中所包含的错误信息可以通过紧急报文来发送。

错误存储器是一个包含多达254个基本单元的数据场，这些基本单元提供近期引发紧急报文的错误列表。子索引00h表示错误存储器中错误的个数。

3.同步参数（索引1005h，1006h，1007h，1019h）

同步报文COB标识符参数（1005h）是一个32位对象。包含有CAN标识符、3个控制位：

第31位预留位，第30位确定设备为发送还是接收同步报文，第29位用来区分11和29位标识符。

通信循环周期(索引1006h)是针对同步报文发送方面而言，该参数设置同步周期。

同步窗口长度（1007h），在同步窗口时间范围内，PDO传输必须在同步报文发送之后才能进行。

同步计数器溢出参数（1019h）包含一个8位值，该值可以用来同步报文中的计数器。

5.设备监控（索引100Ch、100Dh、1016h、1017h）

有两个参数可以用于配置心跳功能。

索引1017h： 生产者心跳报文时间间隔，表示的是发送心跳报文的周期。网络中的所有设备会对心跳报文进行分析，确定设备故障。

索引1016h：消费者心跳时间间隔，它最多可以包含127个条目，条目记录了被监控设备节点ID以及时间。

用来监控设备，我们引入2个新的参数“保护时间”（索引100Ch）和“寿命因子”（索引100Dh）。

6.保存以及恢复默认参数。

设备启动或通过NMT主机复位后，设备对象字典中的参数就会进行初始化。之后可以利用SDO把字典中的默认参数设备成新的参数，通常这就代表了PDO参数的设置以及设备监控和同步机制的建立。

下面有两种配置设备参数的方法 ：

第一种是由配置管理器进行分配，好处是可以集中保存所有网络信息，并且用一个结构相同的设备替换另一个设备后，不再需要进行专门的设备配置。

第二种是配置信息分布在网络中。如果在网络调试过程中只对设备进行一次配置，将配置信息保存在非易失性存储器，则无需中央配置管理器集中保存信息，又可以缩短网络启动时间。

“保存参数”对象（索引1010h）中包含四个选项：

    子索引 01h     保存整个对象字典的参数

    子索引 02h     保存通信参数

    子索引 03h     保存子协议参数

    子索引04h~7Fh 保存制造商相关的参数组

“恢复默认参数”（索引1010h）是用来恢复设备默认的配置参数，即出厂设置。

为了防止意外恢复默认参数，便定义了一个恢复默认参数命令。默认值只有在设备复位之后才生效。

7.用于时间报文和紧急报文的参数

要想通过时间报文发送网络时间，就必须给时间报文分配一个CAN标识符。该CAN标识符记录在COB标识符参数1012h中。

与时间报文相似，在对象字典1014h 同样也给紧急报文设定一个CAN标识符。但COB-ID紧急报文参数中的第30位是不可用的，固定为0。

为了避免总线因持续发送高优先级的紧急报文而无法进行通信，可以在对象字典1015h（禁止时间紧急报文）中设定一个禁止发送紧急报文的时间。仅当禁止时间结束之后，才允许重新发送紧急报文。

8.用于SDO服务器和SDO客户端的参数

SDO服务器和SDO客户端的参数的对象类型均为复杂数据类型，子索引01h包含客户端发往服务器报文的COB标识符，子索引02h包含服务器发往客户端报文的COB标识符。

    注意用于SDO报文的COB标识符参数的结构

9.PDO参数

一个CAN open设备最多可以有512个TPDO和512个TPDO,对PDO参数用两个参数来配置。

(1)PDO通信参数 ，PDO通信参数的数据类型索引为0020h

(2)PDO映射参数 ，PDO映射参数的数据类型索引为0021h

用于PDO消息的COB标识符参数的结构中，子索引01h除了包含所使用的CAN标识符之外，还包含有效位，远程帧，和11/29位标识符。

02h 定义了PDO的传输类型，03h定义PDO 禁止时间。禁止时间为100μs,作用是禁止PDO连续发送从而占用大量的总线资源，只有当PDO发送完成之后间隔一个禁止时间才能发送下一个PDO。

PDO映射参数最多有64个数据类型为Unsigned32 的子索引。这些32位值包含索引和子索引以及待传输过程数据的长度。

注意PDO映射参数的结构。

如果支持可变映射，用户可以改写子索引。这意味着可以利用SDO访问来改变映射。有如下规定：

10，保留参数

 

4.3.3对象字典的实现

一般来说用户希望能够快速地访问索引，所以需要通过一种查找算法来找到合适的条目。有一种CANopen 结构，可以访问大多数的对象字典。

CANopen软件通过固定的索引/子索引来访问对象列表中的条目，对象列表提供一个指向存储器中某个变量的指针，应用程序可直接通过变量名称来访问所需的条目。对象字典列表就构成了索引/子索引与对应变量名称之间的接口。