CANopen協(xié)議作為CAN總線的應(yīng)用層協(xié)議，擁有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理、實時過程數(shù)據(jù)對象、服務(wù)數(shù)據(jù)對象、預(yù)定義連接和特殊功能對象等基本功能，另外CANopen協(xié)議還定義了指示燈規(guī)范、通信安全架構(gòu)、在線配置、以及EDS文件規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備規(guī)范等一系列的協(xié)議規(guī)范。因此開發(fā)基于CANopen協(xié)議的設(shè)備有著非常高的難度以及較長的開發(fā)周期。

為了解決CANopen產(chǎn)品開發(fā)難的問題，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司開發(fā)的一款嵌入式CANopen從站協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊——XGate-COP10，轉(zhuǎn)換為UART接口，支持CANopen標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議DS301、DS302、DS303、DS305。XGate-COP10為CANopen從站協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，其內(nèi)部已經(jīng)集成了CANopen從站協(xié)議棧代碼，不需要二次開發(fā)，可快速方便的使現(xiàn)有設(shè)備具有CANopen通信能力。該模塊具有如下所示的功能特點：網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)對象(NMT：Boot up，Node Guarding／Life guarding，Heartbeat Producer)；過程數(shù)據(jù)對象(TPDO與RPDO)；服務(wù)數(shù)據(jù)對象(sDO服務(wù)器)；緊急報文對象(Emergency)；同步報文對象(sync)；網(wǎng)絡(luò)配置對象(LSS從站)；串口通信能力(UART)；96字節(jié)的輸入輸出數(shù)據(jù)緩沖(I／o)；CAN總線支持5k～1Mbit／s的波特率；體積小、18mm×31mm(DIP24封裝)。

硬件設(shè)計

XGate－COP10在用戶系統(tǒng)中的典型應(yīng)用，其中用戶CPU通過UART(TTL電平)與xGate-COP10進(jìn)行通信，通過UART用戶可以方便的讀取或?qū)懭隭Gate-COP10的輸入輸出數(shù)據(jù)區(qū)，實現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)與CANopen主站設(shè)備的交換。

由于XGate－COP10模塊中未集成有CAN收發(fā)器，因此該原理圖采用了CTM8251T隔離收發(fā)器，這樣可保證CAN通信的穩(wěn)定可靠，也實現(xiàn)了整個系統(tǒng)與CAN總線的電氣隔離。

軟件設(shè)計

XGate－COP10的軟件設(shè)計，重點在于用戶cPu與xGate－c0P10的uART通信的建立(即完成XGate-COP10所規(guī)定的串口通信協(xié)議)，在XGate-COP10中，對串口數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡單的協(xié)議封裝，實現(xiàn)了對XGate－COP10的既定操作。

如圖1所示為操作XGate-COP10軟件流程圖。首先，用戶需要對XGate－COP10模塊進(jìn)行相應(yīng)的初始化操作、例如寫入用戶設(shè)備信息(必需)、節(jié)點地址(可選)和波特率(可選)等操作。其次，只有在XGate－COP10處于操作狀態(tài)時，與XGate－COP10進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換才有效。為了方便用戶快速的使用XGate-COP10，致遠(yuǎn)電子提供了UART通信協(xié)議源代碼，用戶可直接在常用的單片機上使用，也可以稍作修改在特殊的單片機上使用。