現(xiàn)場(chǎng)總線CANopen學(xué)習(xí)總結(jié)筆記四---對(duì)象字典

對(duì)象字典是所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合，這些數(shù)據(jù)涉及設(shè)備的應(yīng)用程序、通信以及狀態(tài)機(jī)，對(duì)象字典利用對(duì)象來(lái)描述CANopen設(shè)備的全部功能，并且它也是通信接口與應(yīng)用程度之間的接口。

CANopen協(xié)議已經(jīng)將對(duì)象字典進(jìn)行分配，用戶可以通過(guò)同一個(gè)索引和子索引獲得所有設(shè)備中的通信對(duì)象，以及用于某種設(shè)備類別的對(duì)象。

4.3.1對(duì)象字典的分配

在索引6000h~9FFFh中，可以找到用于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備子協(xié)議的對(duì)象描述。一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括多個(gè)CANopen設(shè)備，CANopen設(shè)備里又包含一個(gè)通信專用的設(shè)備狀態(tài)機(jī)和多個(gè)邏輯設(shè)備，而每個(gè)邏輯設(shè)備又包含多個(gè)虛擬設(shè)備。

一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)CANopen設(shè)備，當(dāng)然可以包含連接到其他總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的接口，從而形成一個(gè)網(wǎng)關(guān)。

4.3.2通信參數(shù)的描述

對(duì)象字典中的索引1000h~1FFFh描述設(shè)備在CANopen網(wǎng)絡(luò)中通信及交換數(shù)據(jù)所必須具備的基本功能：

1.用于設(shè)備描述的對(duì)象

2.用于錯(cuò)誤顯示的對(duì)象

3.制造商狀態(tài)寄存器

4.同步參數(shù)

5.設(shè)備監(jiān)控

6.保存以及恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)

7.用于時(shí)間報(bào)文和緊急報(bào)文的參數(shù)

8.用于SDO服務(wù)器和SDO客戶端的參數(shù)

9.PDO參數(shù)

10.保留參數(shù)

1.設(shè)備類型參數(shù)的結(jié)構(gòu)（設(shè)備類型索引1000h）可用來(lái)描述所使用的設(shè)備子協(xié)議或應(yīng)用規(guī)范。結(jié)構(gòu)由設(shè)備子協(xié)議編號(hào)和附加信息組成。由以下對(duì)象也可用來(lái)描述設(shè)備屬性：

>索引1008h:制造商設(shè)備名稱

>索引1009h:制造商硬件版本

>索引100Ah:制造商軟件版本，

此外，還有一個(gè)可以詳細(xì)描述設(shè)備的對(duì)象-------相同對(duì)象，它屬于一種結(jié)構(gòu)，包含最多4個(gè)數(shù)據(jù)類型為Unsigned32的條目。制造商ID為必選項(xiàng)。

2.用于錯(cuò)誤顯示的對(duì)象（索引1001h和1003h）

錯(cuò)誤寄存器是一個(gè)8位寄存器，其中所包含的錯(cuò)誤信息可以通過(guò)緊急報(bào)文來(lái)發(fā)送。

錯(cuò)誤存儲(chǔ)器是一個(gè)包含多達(dá)254個(gè)基本單元的數(shù)據(jù)場(chǎng)，這些基本單元提供近期引發(fā)緊急報(bào)文的錯(cuò)誤列表。子索引00h表示錯(cuò)誤存儲(chǔ)器中錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)。

3.同步參數(shù)（索引1005h，1006h，1007h，1019h）

同步報(bào)文COB標(biāo)識(shí)符參數(shù)（1005h）是一個(gè)32位對(duì)象。包含有CAN標(biāo)識(shí)符、3個(gè)控制位：

第31位預(yù)留位，第30位確定設(shè)備為發(fā)送還是接收同步報(bào)文，第29位用來(lái)區(qū)分11和29位標(biāo)識(shí)符。

通信循環(huán)周期(索引1006h)是針對(duì)同步報(bào)文發(fā)送方面而言，該參數(shù)設(shè)置同步周期。

同步窗口長(zhǎng)度（1007h），在同步窗口時(shí)間范圍內(nèi)，PDO傳輸必須在同步報(bào)文發(fā)送之后才能進(jìn)行。

同步計(jì)數(shù)器溢出參數(shù)（1019h）包含一個(gè)8位值，該值可以用來(lái)同步報(bào)文中的計(jì)數(shù)器。

5.設(shè)備監(jiān)控（索引100Ch、100Dh、1016h、1017h）

有兩個(gè)參數(shù)可以用于配置心跳功能。

索引1017h：生產(chǎn)者心跳報(bào)文時(shí)間間隔，表示的是發(fā)送心跳報(bào)文的周期。網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備會(huì)對(duì)心跳報(bào)文進(jìn)行分析，確定設(shè)備故障。

索引1016h：消費(fèi)者心跳時(shí)間間隔，它最多可以包含127個(gè)條目，條目記錄了被監(jiān)控設(shè)備節(jié)點(diǎn)ID以及時(shí)間。

用來(lái)監(jiān)控設(shè)備，我們引入2個(gè)新的參數(shù)“保護(hù)時(shí)間”（索引100Ch）和“壽命因子”（索引100Dh）。

6.保存以及恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)。

設(shè)備啟動(dòng)或通過(guò)NMT主機(jī)復(fù)位后，設(shè)備對(duì)象字典中的參數(shù)就會(huì)進(jìn)行初始化。之后可以利用SDO把字典中的默認(rèn)參數(shù)設(shè)備成新的參數(shù)，通常這就代表了PDO參數(shù)的設(shè)置以及設(shè)備監(jiān)控和同步機(jī)制的建立。

下面有兩種配置設(shè)備參數(shù)的方法：

第一種是由配置管理器進(jìn)行分配，好處是可以集中保存所有網(wǎng)絡(luò)信息，并且用一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的設(shè)備替換另一個(gè)設(shè)備后，不再需要進(jìn)行專門(mén)的設(shè)備配置。

第二種是配置信息分布在網(wǎng)絡(luò)中。如果在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試過(guò)程中只對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次配置，將配置信息保存在非易失性存儲(chǔ)器，則無(wú)需中央配置管理器集中保存信息，又可以縮短網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)時(shí)間。

“保存參數(shù)”對(duì)象（索引1010h）中包含四個(gè)選項(xiàng)：

子索引01h保存整個(gè)對(duì)象字典的參數(shù)

子索引02h保存通信參數(shù)

子索引03h保存子協(xié)議參數(shù)

子索引04h~7Fh保存制造商相關(guān)的參數(shù)組

“恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)”（索引1010h）是用來(lái)恢復(fù)設(shè)備默認(rèn)的配置參數(shù)，即出廠設(shè)置。

為了防止意外恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)，便定義了一個(gè)恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)命令。默認(rèn)值只有在設(shè)備復(fù)位之后才生效。

7.用于時(shí)間報(bào)文和緊急報(bào)文的參數(shù)

要想通過(guò)時(shí)間報(bào)文發(fā)送網(wǎng)絡(luò)時(shí)間，就必須給時(shí)間報(bào)文分配一個(gè)CAN標(biāo)識(shí)符。該CAN標(biāo)識(shí)符記錄在COB標(biāo)識(shí)符參數(shù)1012h中。

與時(shí)間報(bào)文相似，在對(duì)象字典1014h同樣也給緊急報(bào)文設(shè)定一個(gè)CAN標(biāo)識(shí)符。但COB-ID緊急報(bào)文參數(shù)中的第30位是不可用的，固定為0。

為了避免總線因持續(xù)發(fā)送高優(yōu)先級(jí)的緊急報(bào)文而無(wú)法進(jìn)行通信，可以在對(duì)象字典1015h（禁止時(shí)間緊急報(bào)文）中設(shè)定一個(gè)禁止發(fā)送緊急報(bào)文的時(shí)間。僅當(dāng)禁止時(shí)間結(jié)束之后，才允許重新發(fā)送緊急報(bào)文。

8.用于SDO服務(wù)器和SDO客戶端的參數(shù)

SDO服務(wù)器和SDO客戶端的參數(shù)的對(duì)象類型均為復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，子索引01h包含客戶端發(fā)往服務(wù)器報(bào)文的COB標(biāo)識(shí)符，子索引02h包含服務(wù)器發(fā)往客戶端報(bào)文的COB標(biāo)識(shí)符。

注意用于SDO報(bào)文的COB標(biāo)識(shí)符參數(shù)的結(jié)構(gòu)

9.PDO參數(shù)

一個(gè)CANopen設(shè)備最多可以有512個(gè)TPDO和512個(gè)TPDO,對(duì)PDO參數(shù)用兩個(gè)參數(shù)來(lái)配置。

(1)PDO通信參數(shù)，PDO通信參數(shù)的數(shù)據(jù)類型索引為0020h

(2)PDO映射參數(shù)，PDO映射參數(shù)的數(shù)據(jù)類型索引為0021h

用于PDO消息的COB標(biāo)識(shí)符參數(shù)的結(jié)構(gòu)中，子索引01h除了包含所使用的CAN標(biāo)識(shí)符之外，還包含有效位，遠(yuǎn)程幀，和11/29位標(biāo)識(shí)符。

02h定義了PDO的傳輸類型，03h定義PDO禁止時(shí)間。禁止時(shí)間為100μs,作用是禁止PDO連續(xù)發(fā)送從而占用大量的總線資源，只有當(dāng)PDO發(fā)送完成之后間隔一個(gè)禁止時(shí)間才能發(fā)送下一個(gè)PDO。

PDO映射參數(shù)最多有64個(gè)數(shù)據(jù)類型為Unsigned32的子索引。這些32位值包含索引和子索引以及待傳輸過(guò)程數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

注意PDO映射參數(shù)的結(jié)構(gòu)。

如果支持可變映射，用戶可以改寫(xiě)子索引。這意味著可以利用SDO訪問(wèn)來(lái)改變映射。有如下規(guī)定：

10，保留參數(shù)

4.3.3對(duì)象字典的實(shí)現(xiàn)

一般來(lái)說(shuō)用戶希望能夠快速地訪問(wèn)索引，所以需要通過(guò)一種查找算法來(lái)找到合適的條目。有一種CANopen結(jié)構(gòu)，可以訪問(wèn)大多數(shù)的對(duì)象字典。

CANopen軟件通過(guò)固定的索引/子索引來(lái)訪問(wèn)對(duì)象列表中的條目，對(duì)象列表提供一個(gè)指向存儲(chǔ)器中某個(gè)變量的指針，應(yīng)用程序可直接通過(guò)變量名稱來(lái)訪問(wèn)所需的條目。對(duì)象字典列表就構(gòu)成了索引/子索引與對(duì)應(yīng)變量名稱之間的接口。