現(xiàn)場總線CANopen設(shè)計與應(yīng)用

第1章 通信和設(shè)備模型

1.1 通信層和參考模型

1.2 設(shè)備模型和兼容性等級

1.3 對象的描述與定義

第2章 物理層

2.1 位定時和位填充

2.2 高速收發(fā)器芯片

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.4 連接器

第3章 CAN協(xié)議

3.1 報文格式

3.2 錯誤的檢測、限制和處理

3.2.1 錯誤檢測機(jī)制

3.2.2 無法檢測到的錯誤

第4章 應(yīng)用層

4.1 基本原理

4.2 通信對象

4.2.1 過程數(shù)據(jù)對象

4.2.2 服務(wù)數(shù)據(jù)對象

4.2.3 同步

4.2.4 發(fā)送設(shè)備錯誤信號

4.3 對象字典

4.3.1 對象詞典的分配

4.3.2 通信參數(shù)的描述

4.3.3 對象字典的實現(xiàn)

4.4 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

4.4.1 NMT服務(wù)與協(xié)議

4.4.2 設(shè)備監(jiān)控

4.5 CAN標(biāo)識符的分配

4.5.1 預(yù)定義主/從連接集

4.5.2 設(shè)備的基本功能

4.6 節(jié)點ID的分配

第5章 應(yīng)用層的附加功能

5.1 可編程的CANopen設(shè)備

5.1.1 術(shù)語的定義

5.1.2 標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)啟動

5.1.3 CANopen管理器的作用

5.1.4 可編程的CANopen設(shè)備的過程數(shù)據(jù)

5.1 I5網(wǎng)絡(luò)變量

5.1.6 下載程序

5.2 網(wǎng)絡(luò)組

5.3 安全數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

5.3.1 安全相關(guān)的數(shù)據(jù)對象SRDO

5.3.2 CANopen安全實施方案

第6章 設(shè)備子協(xié)議

6.1 基礎(chǔ)

6.2 I/0模塊的子協(xié)議

6.2.1 數(shù)字量輸入

6.2.2 數(shù)字量輸出

6.2.3 模擬量輸入

6.2.4 模擬量輸出

6.2.5 控制手柄

6.3 驅(qū)動和運(yùn)動控制設(shè)備子協(xié)議

6.3.1 驅(qū)動器狀態(tài)機(jī)

6.3.2 驅(qū)動器的工作模式

6.3.3 因數(shù)組

6.3.4 預(yù)定義PDO

6.4 傳感器和測量設(shè)備的子協(xié)議

6.4.1 模擬量輸入功能模塊

6.4.2 調(diào)節(jié)器功能模塊

6.4.3 報警功能模塊

6.4.4 數(shù)字I/O功能模塊

第7章 接口規(guī)范

第8章 應(yīng)用規(guī)范

第9章 CANopen工具

第10章 CANopen設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)

附錄A參考文獻(xiàn)

附錄B作者

附錄C詞匯表

《現(xiàn)場總線CANopen設(shè)計與應(yīng)用》適合從事工業(yè)控制或工業(yè)通信的工程技術(shù)人員使用，也可作為高等院校自動化、機(jī)電一體化、電子信息類等專業(yè)的教學(xué)參考書。

《現(xiàn)場總線CANopen設(shè)計與應(yīng)用》講述作為工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議重要成員之一--CANopen協(xié)議的基本原理、規(guī)則以及相關(guān)背景，重點介紹CANopen協(xié)議的工作機(jī)制，力求向讀者展現(xiàn)CANopen協(xié)議的概貌，使讀者能夠理解為何CANopen需要制定如此的工作流程。全書分為4個部分，第一部分由第1~3章組成，主要介紹通信的基本原理，以及CANopen協(xié)議物理層和鏈路層的基本特性(CAN總線);第二部分由第4~5章組成，主要介紹CANopen的基本核心工作機(jī)制和CANopen主站設(shè)備的特點;第三部分由第6~8章組成，主要介紹CANopen應(yīng)用中的設(shè)備子協(xié)議規(guī)范;第四部分由第9~10章組成，主要介紹CANopen協(xié)議的應(yīng)用及調(diào)試的方法和工具。

CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路(Controller Area Network, CAN)上的高層通訊協(xié)定，包括通訊子協(xié)定及設(shè)備子協(xié)定常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。

CANopen 實現(xiàn)了OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層以上(包括網(wǎng)絡(luò)層)的協(xié)定。CANopen 標(biāo)準(zhǔn)包括尋址方案、數(shù)個小的通訊子協(xié)定及由設(shè)備子協(xié)定所定義的應(yīng)用層。 CANopen 支援網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備監(jiān)控及節(jié)點間的通訊，其中包括一個簡易的傳輸層，可處理資料的分段傳送及其組合。一般而言數(shù)據(jù)鏈結(jié)層及物理層會用CAN來實作。除了 CANopen 外，也有其他的通訊協(xié)定(如EtherCAT)實作 CANopen 的設(shè)備子協(xié)定。

CANopen由非營利組織CiA(CAN in Automaion)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的起草及審核工作，基本的 CANopen 設(shè)備及通訊子協(xié)定定義在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301. 中。針對個別設(shè)備的子協(xié)定以 CiA 301 為基礎(chǔ)再進(jìn)行擴(kuò)充。如針對 I/O 模組的 CiA401 及針對運(yùn)動控制的 CiA402。

CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路(Controller Area Network, CAN)上的高層通訊協(xié)定，包括通訊子協(xié)定及設(shè)備子協(xié)定常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。

第1章 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)概述

1.1 控制系統(tǒng)

1.2 現(xiàn)場總線技術(shù)

1.2.1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

1.2.2 現(xiàn)場總線的特點

1.2.3 現(xiàn)場總線的本質(zhì)

1.2.4 現(xiàn)場總線的作用

1.3 幾種有影響的現(xiàn)場總線

1.3.1 基金會總線

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現(xiàn)場總線簡介

1.4.1 CAN現(xiàn)場總線特點

1.4.2 CAN現(xiàn)場總線的發(fā)展過程

1.5 小結(jié)

1.6 思考題

第2章 CAN總線概念及相關(guān)協(xié)議

2.1 CAN總線概念

2.2 CAN總線概述

2.2.1 CAN總線的相關(guān)概念

2.2.2 CAN總線的特點

2.3 報文傳輸

2.4 CAN總線幀類型

2.4.1 數(shù)據(jù)幀組成

2.4.2 遠(yuǎn)程幀

2.4.3 錯誤幀

2.4.4 過載幀

2.4.5 幀間空間

2.5 發(fā)送器/接收器

2.6 錯誤處理

2.6.1 錯誤檢測

2.6.2 錯誤標(biāo)定

2.6.3 故障界定

2.7 位定時要求

2.7.1 標(biāo)稱位速率

2.7.2 標(biāo)稱位時間

2.7.3 同步

2.7.4 協(xié)議修改

2.7.5 CAN的標(biāo)準(zhǔn)接口

2.8 CAN總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及通信方式

2.8.1 CAN總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.8.2 CAN總線系統(tǒng)的通信方式

2.9 小結(jié)

2.10 思考題

第3章 控制器SJA1000與 收發(fā)器TJA1050

3.1 SJA1000介紹

3.1.1 SJA1000特點

3.1.2 總體說明

3.1.3 CAN控制模塊的說明

3.1.4 CAN控制器的詳細(xì)說明

……

第4章 SJA1000獨立CAN控制器的應(yīng)用

第5章 帶有SPI接口的獨立CAN控制器MCP2510

第6章 基于MCP2510控制器開發(fā)CAN總線節(jié)點

第7章 基于32位微處理器和MCP2510實現(xiàn)多種CAN智能節(jié)點

第8章 CAN總線應(yīng)用層協(xié)議

第9章 基于CAN智能節(jié)點組成控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用

附錄A

參考文獻(xiàn)