CANopen学习笔记（二）通讯对象PDO和SDO等

通讯对象

PDO

我的观点：一个 CANopen 设备可以拥有最多 512 个 RPDO 和 512 个 TPDO，总共最多 1024 个 PDO。（得到GPT4o的肯定）

CiA协议栈观点：一个只有一个逻辑设备的 CANopen 设备最多有 512 个 PDO。

PDO的两种用法：

• TPDO：生产者PDO
• RPDO：消费者PDO

特点

小而快

传输模式

• 同步传输：通过（SYNC对象）来获取同步信号

  ​ 同步TPDO的传输倍率：n表示经过n个同步信号后发送下一个消息。（为0时，收到触发信号后的第一个同步信号后进行发送）

• 事件驱动传输

触发模式

消息的触发模式

触发方式	解释	应用场景
事件驱动	特定的事件进行驱动	超限报警
定时器驱动	固定的时间间隔进行发送	周期性更新数据
远程请求	其它节点通过发送 RTR 帧来请求该设备发送相应的 PDO	允许节点灵活的请求数据
同步触发	由一定数量的Sync和内部事件触发	协调多个设备的同步操作

PDO读写

• 写协议（推模式）：生产者向0 ~ n个消费者写PDO数据（参考spi写数据）
• 读协议（拉模式）：消费者发送RTR请求向生产者请求数据（参考spi读数据）

PDO写

参数	请求/执行	响应/确认
PDO编号	强制
数据	强制

PDO读

参数	请求/执行	响应/确认
PDO编号	强制
数据		强制

对象描述

• 通讯参数：定义了PDO的基本特性，如COB-ID、传输类型、禁止时间和事件定时器等，它决定了PDO是以何种方式发送和接收数据。

  • COB-ID：通过COB-ID可以唯一识别一个PDO消息

    • TPDO和RPDO的COB-ID是不同的
    • COB-ID的最高位设置为1时，表示该PDO被禁用

  • 传输类型（Transmission Type）：PDO消息的传输方式

    • 同步传输
    • 异步传输

• 抑制时间（Inhibit Time）：两个PDO之间的最小时间间隔（以ms为单位）

• 事件计时器（Event Timer）：定了事件触发的周期时间，PDO在到期时发送（表示没有事件发生）

• 同步计数器（Sync Counter）：在同步传输类型下使用，规定了在接收多少次同步信号后发送

• 映射参数：定义了哪些对象字典条目（变量）被包含在 PDO 消息中，以及这些变量在消息中的位置。

  • 映射条目数：定义了一个PDO在对象字典中的条目数量，每个条目代表一个数据段
  • 映射对象：每个映射对象由32位组成
    • 索引（Index，16位）：对象字典中的索引
    • 子索引（Sub-Index， 8位）：对象字典项的子索引
    • 位长度（Bit Length，8位）：表示映射对象的数据位数（常为字节的整数倍）

PDO 传输实例

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Multiplex PDO（不懂且没看完，因资料少）

有两种MPDO的使用方法。第一是目的地址模式（DAM）PDO，第二是源地址模式（SAM）PDO

支持接收MPDO的ANope的设备为MPDO消费者，支持发送MPDO的C为MPDO生产者

发送MPDO由事件驱动，不支持定时、远程请求和同步触发模式

寻址模式

• 目的地址模式（DAM）：一个DAM-MPDO可以被所有该MPDO的消费者同时接收（类似于广播），且无 应答。如果对象不存在，则生成EMCY帧。
• 源地址模式（SAM）：

MPDO读写

MPDO写

参数	请求/执行	响应/确认
PDO编号	强制
地址类型	强制
Node-ID	强制
Multiplexer	强制
数据	强制

SDO

特点

大而慢

传输模式

传输模式	概述	应答模式
快速传输	因数据小于等于4个字节，一帧足够发送完，无需分段	一帧一答
段传输	把数据分割成若干个段，每一段通过单独的帧发送	每帧每答
块传输	把多个段组合成一个子块，每一子块发送完才接受应答信号，所有子块组成块	每子块每答

快速传输模式：只需要一次数据的发送和应答就可以完成数据传输，效率高，但是传输的数据量少。

段传输：数据被分成多个段（segment）来传输，每个段最多可以包含7个字节的数据。这种模式的实现较为简单，适合中等长度的数据传输。

块传输：相比段传输模式，块传输模式能够处理更大的数据量并且提高了传输效率。数据被分为多个块（block），每个块可以包含多个段。块传输还具有校验机制，能够确保数据的完整性和可靠性。

协议详解见 Or CiA301中文手册43页

SYNC

• 同步生产者定期广播同步对象（SYNC）。
• SYNC提供基本的网络同步机制，遵循生产消费模型，该服务无应答。
• 传输1个字节的计数器（可选）

TIME

• TIME生产者定期广播时间戳对象（TIME）。
• TIME提供了简单的网络时钟。CANopen设备通过时间戳对象来校准本地时间。
• 传输6个字节的时间戳

EMCY

• 当设备内部出现致命错误将触发应急（EMCY）报文
• 由应用设备以最高优先级发送到其他设备。任何具备紧急事件监控与处理能力的从站会接收并处理紧急报文。