CANOpen入门之过程数据对象和服务数据对象

摘要：CANopen是一种架构在控制局域网路（Controller Area Network，CAN）上的高层通讯协议，对其协议的学习很多人都觉得有难度，看来看去都觉得是云里来雾里去的，本文将让CANOpne协议不再那么神秘，带你跨过CANOpen学习道路的第一道门槛。

应用CANopen时，需要传递的配置信息和应用信息都放在过程数据对象PDO（Process data object）和服务数据对象SDO（Service data object）里面。这些对象就和市场上卖水果的箩筐，大小是一样的，只是装的东西（应用数据）不一样，如图1所示。这就是CiA301协议所规定的基础协议——“箩筐”，而CiA4xx的子协议或者用户自定义的对象就是“箩筐”里面的东西。

图1 PDO和SDO就像水果箩筐

PDO和SDO的通讯区别在于，PDO属于过程数据，即单向传输，无需接收节点回应CAN报文来确认，从通讯术语上来说是属于“生产消费”模型。如图2所示。

图2 生产消费模型

而SDO属于服务数据，有指定被接收节点的地址（Node-ID），并且需要指定的接收节点回应CAN报文来确认已经接收，如果超时没有确认，则发送节点将会重新发送原报文。这种通讯方式属于常见的“服务器客户端”的通信模型，即我们通常所说的轮询式。如图3所示。

图3 服务器客户端模型

对于PDO和SDO的报文ID分配，为了减少网络的组态工作量，CANopen预定义了强制性的缺省标识符（CAN-ID）分配表，该分配表是基于11位CAN-ID的标准帧格式。将其划分为4位的功能码（Function-ID）和7位的节点号（Node-ID）。如图4所示。

图4 PDO和SDO的预定义连接ID分配

在CANopen里也通常把CAN-ID称为COB-ID（通信对象编号）。所以我们可以分清楚两个易于混淆的名称：

COB-ID：Communication Object Identifier，即CANopen中对某种通讯对象的报文帧ID，即CAN报文的11位ID。代表了一种通讯含义。

Node-ID：节点ID号，即CANopen网络中的节点地址，CANopen规定了逻辑上最大128个节点，所以Node-ID最大为128（7位）。

COB-ID和Node-ID无必然联系，但在过程数据对象（PDO）和服务数据对象（SDO）中，COB-ID中包含了Node-ID。

由于需要区分每个CANopen节点的输入和输出，所以PDO分为TPDO（发送PDO）和（接收RPDO），发送和接收是以CANopen从站节点为参考（如果CAN主站就相反）。TPDO和RPDO分别有4个数据对象（如TPDO有TPDO1、TPDO2、TPDO3、TPDO4；RPDO有RPDO1、RPDO2、RPDO3、RPDO4），每种数据对象就是1条CAN报文封装，如表1所示，这些都是数据收发的容器，就像图1所示，水果箩筐为使用者准备好，就看使用者在里面放什么水果了。

而SDO就相对比较简单固定，发起通讯的“问”SDO的CAN帧ID就是600h+node-ID，这里的Node-ID是被问的节点地址，而被问的节点应“答”SDO的CAN帧ID就是580h+node-ID。一般在CANopen网络中，只有NMT主机能发起SDO通讯，进行节点参数配置或者关键性参数的传递。当然从节点也可以对其他从节点发起SDO通讯。

如表1所示。为CANopen预定义报文的PDO报文和SDO报文中的ID分类。使用者务必牢记！

表1 PDO与SDO的CAN-ID定义

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