基于DSP的CANopen通讯协议的实现

3.2 CANopen协议对象字典OD的建立

本伺服驱动器通讯支持CANopen通讯子协议（DS301）和驱动设备子协议及运动控制命令（DSP-402）。在开发的过程中，根据应用的具体要求，将数字输入/输入模块、电机及驱动设备、控制器、编码器等设备类型及其相应的功能在设备描述的协议中进行了描述。建立的OD分为三个部分：

1） 通讯协议对象（Index 0x1000-0x1AFF）

定义设备类型，错误寄存器，厂商指定状态寄存器，COB-ID同步信息，通讯循环周期，同步CAN信息窗口，以及设备名，软硬件版本号等。另外SDO的通讯参数以及PDO的通讯和映射参数也在该部分定义。本设计中采用固定PDO映射，不允许动态映射。

2） 标准设备子协议对象（Index 0x6000-0x65FF）

定义三类信息：第一类是电机及驱动器的相关设备参数，如类型，厂商信息，分类号等；第二类是命令字和状态字；第三类是位置、速度的相关参数。

3） 厂商指定协议对象（0x2000-0x20FF）

根据厂商需求，灵活定义所使用的变量。 此部分的使用使CANopen协议既保证了设备的通用性，又保证了系统良好的扩展性。

3.3 通讯程序的设计及实现

针对带CAN控制器的TMS320LF2407A和PC机CAN卡之间的通讯进行了软件设计。

TMS320LF2407A的CAN控制器的邮箱2配置为接收方式，邮箱3配置为发送方式。都采用标准信息帧格式（11Bit ID）。其中发送信息采用查询方式，接收信息采用中断方式，邮箱2用低中断优先级。信息传输波特率设置为500Kbps。

采用CANopen协议对设备进行控制的过程可以理解为用SDO对数据字典的读写过程。检测设备对象的状态或查询设备当前信息时，可用SDO读取数据字典中的对象；要对设备发布控制命令可利用SDO向相应的数据字典对象写入数据。接收到信息帧时首先要将其命令字节（byte0）读出，以确定下一步的读写命令处理。

信息帧的接收和发送均采用缓冲区的方式。读操作时，发送信息帧长度为4字节，应答信息帧约定为8字节；写操作时，发送信息帧长度约定为8字节，应答信息帧为4字节。

采用不同的发送邮箱发送数据长度不同的信息帧。本程序设计中，采用邮箱4发送4字节长度的信息帧，采用邮箱5发送8字节长度的信息帧。这种方式可以提高信息传输的效率。软件设计流程图如图3所示。

4 测试结果

为了测试CAN总线DSP系统与PC机CAN卡之间的通讯情况，采用VC++编写了友好的人机界面（见图4）。进行通讯测试时，首先要选择通讯端口，设置通讯波特率，ID屏蔽位，信息帧格式及传输数据的格式（十进制或十六进制）。特别需要注意PC端设置的通讯波特率要和DSP端的通讯波特率保持一致。然后打开CAN总线端口，选定发送SDO的功能段及地址段，填写信息帧长度（以字节为单位）及内容，即可进行通讯测试。

例如，要将1号地址的电机轮速期望值设为0x3E8，电机轮速期望值在OD中的索引为0x606B，使用启动域下载协议，加速传输。则设置地址段为1，信息帧长度为8，信息帧内容为2B 6B 60 00 E8 03 00 00。发送成功后返回应答信息帧内容为：ID=581，LENTH=4，DATA=60 6B 60 0 0 0 0 0，说明写入操作正确（见图4）。

要将1号地址的电机轮速期望值读出，即读出OD中的对象0x606B，使用启动域上传协议，服务器使用加速传输方式应答。则设置地址段为1，信息帧长度为4，信息帧内容为40 6B 60 00 00 00 00 00，发送成功后返回应答信息帧内容为：ID=581，LENTH=8，DATA=4B 6B 60 0 E8 03 0 0，说明读取操作正确（见图4）。

5 结束语

本文用CANoen协议实现了CAN总线DSP系统与上位机CAN的通讯，实现了控制系统的数字化、模块化，并保持了系统的可扩展性，为提高伺服驱动系统的智能化水平奠定了坚实的基础。

作者：马艳歌　贾凯　徐方 来源：微计算机信息