1 引言
上期文章中介紹了CANopen主站設備及其應用，本期文章中將介紹CANopen從設備及其應用。
由于可靠性、實時性、低成本、抗干擾性、兼容能力等多個方面的優勢，CAN-bus與其高層協議CANopen已成為了車輛數據通信系統的事實標準，并普遍應用于所有的可移動設施，例如船舶艦艇、客車火車、升降電梯、重載車輛、工程機械、運動系統、分布式控制網絡等。幾乎所有的通用I/O模塊、驅動器、智能傳感器、PLC、MMI設備的生產廠商都提供支持CAN-bus與CANopen標準的產品。只要符合CANopen協議標準及其設備協議子集標準的系統，就可以在功能和接口上保證各廠商設備的互用性和可交換性。
2 CANopen從站簡介
EPC-296xC系列MiniISA工控主板是廣州致遠電子有限公司開發的基于32位ARM處理器的可擴展的嵌入式工控主板，如圖 1所示。該工控主板集成CANopen從站協議棧，同時兼容AnyWhere軟件開發平臺，從而使產品的開發和CANopen網絡的組建更加快速簡單。產品機械結構尺寸遵循PC/104相關規范，并提供MiniISA總線擴展接口，從而使產品的可擴展性大大增強，通過掛接廣州致遠電子有限公司生產的MiniISA系列板卡，如智能型MiniISA數據板卡、智能型MiniISA運動控制板卡、MiniISA人機界面板卡、智能型MiniISA無線通訊板卡等，可立即讓用戶的系統擁有強大的通訊、數據采集及控制功能。在軟件方面EPC-296xC系列MiniISA工控主板預裝正版μC/OS-II操作系統和AnyWhere軟件開發平臺，并內置TCP/IP、CANopen、Modbus、USB2.0 Host等協議棧以及FAT32（兼容FAT16）文件管理系統，同時EPC-296xC系列MiniISA工控主板支持遠程在線固件升級功能，從而使產品的可維護性大大增強。
EPC-296xC系列MiniISA工控主板具有資源豐富、內存容量大、接口齊全、功耗低、可靠性高等特點，可在-40 ℃~ +85 ℃寬溫度范圍內穩定工作，滿足工業級產品的各種應用要求。該系列工控主板可供選擇的型號如表 1所示。
3 設計CANopen從站
EPC-296xC系列MiniISA工控主板兼容AnyWhere軟件開發平臺，從而使產品的開發非常地快速和簡單，AnyWhere開發平臺是由面向API的編程模式和面向端口的編程模式繼承發展而來的，具有兩者的優點，避免了各自的缺點，同時極大地增強了組網能力。它的提出是嵌入式系統編程模式的一次跨時代的飛躍，用戶不僅擺脫了底層寄存器的操作，還擺脫了具體通訊協議的復雜編程，只需簡單調用幾個固定的讀寫端口操作函數即可完成本地或遠程設備的操作。編程之簡單、功能之強大是其他平臺所無法比擬的。
采用了AnyWhere開發平臺后，客戶只需集中精力去編寫產品特定的功能軟件，無需理會底層的任何操作，從而實現其產品的快速上市，并且其所編寫的軟件可輕松地移植到其他任何AnyWhere開發平臺中。
EPC-296xC系列MiniISA工控主板在兼容AnyWhere軟件開發平臺的同時內置了CANopen從站協議棧，提供了網絡管理服務(NMT)、實時數據發送(TPDO)、實時數據接收(RPDO)、服務數據對象(SDO/服務器)、同步報文(SYNC)、緊急事件(EMCY)等的支持，同時還可以支持I/O子協議DS401、運動控制子協議DS402、數字傳感器子協議DS406等其他子協議描述文本。其強大的通訊、控制及可擴展功能為用戶靈活快速設計CANopen從站，構建符合國際標準的工業現場總線分布式網絡提供了更多更好的選擇。
4 CANopen從站通訊及組網
CANopen從站是基于CAN總線協議，因此其繼承了CAN總線的絕大部分優點。其典型的網絡結構為總線型結構，CANopen網絡中需要CANopen主站設備來管理所有的CANopen從站設備，特殊情況下不需要主站設備也可以實現從站之間的通訊。
在絕大部分的CANopen網絡中都需要有一個CANopen主站設備，對網絡中的所有CANopen從站設備進行管理，其典型的結構如圖2所示。
CANopen主站設備在CANopen網絡中負責整個網絡中的NMT管理以及緊急報文的處理。主站通過加載從站的EDS（Electronic Data Sheet）文件，可以操作從站的對象字典，以及與從站建立PDO通訊。主站同樣也可以通過節點保護或心跳報文來監控所有從站當前所處的狀態，以及控制所有從站進入不同的操作狀態。
5 CANopen從站測試
CANopen從站設計包括對其性能的測試，這里所指的測試是指對CANopen進行一致性測試，它包括對對象字典以及CANopen從站設備的功能測試。
圖3所示為對從站設備EDS文件的測試，只有通過測試的EDS文件才能保證在其他的主站設備上能夠被正確地識別，保證各個廠商之間的EDS文件可以互相兼容。
圖4所示為從站的功能測試，利用CiA提供的測試工具測試CANopen從站，可使各個廠商的CANopen設備兼容性得到保證。測試從站的功能需要添加該CANopen從站特定的EDS文件，從而利用該EDS文件提供的對象字典逐一測試CANopen從站的功能以及對從站性能進行分析，只有通過測試的設備才能得到CiA的認證，才能保證與其他同類CANopen設備的兼容性。
6 CANopen從站應用
CANopen目前已經應用于工業自動化的各個領域，由于其在通訊中的優越性，CANopen協議也正向更多更廣的領域發展。如圖 5所示，本應用方案采用致遠電子有限公司的EPC260xC工控主板，該工控主板提供CANopen從站協議棧固件，可以方便地設計出各種CANopen從站數據采集和控制設備。
CAN總線作為新型成熟的現場總線已經應用到生活和生產的各個領域。其中基于CAN總線的CANopen協議，以其獨特的優勢已經成為行業標準，CANopen也必將成為現場總線的發展趨勢。
廣州致遠電子有限公司提供各種接口的CANopen接口卡、CANopen終端設備(包括數據采集、電機控制等)、CANopen分析儀、網關及網橋、OPC服務器以及基于CANopen協議的整套組網方案及應用開發。