使用ES32实现CANopen从机
工程师笔记 | 使用es32实现canopen从机
canopen 是一种基于can的通信协议，已在工业领域得到了广泛应用。
can提供可靠的底层数据传输，canopen提供标准化的应用层协议。在canopen协议中，每个canopen设备都有一个对象字典。canopen设备模型如下图。对象字典描述了canopen设备的所有行为和参数。
canfestival是一套开源免费的canopen协议栈。它功能强大，且提供图像化的对象字典编辑工具。rt-thread已经将canfestival制作成软件包。所以只需完善对应驱动就能实现canopen。
本文将要介绍：在 es32 平台上，基于 rt-thread bsp 实现 canopen 从机的方法。
开启本实验前，读者需要首先了解：
☞本实验基于rt-thread 4.0.4版本，用户可以从github或gitee获取：
☆从github下载rt-thread 4.0.4：https://github.com/rt-thread/rt-thread/tree/v4.0.4
☆从gitee下载rt-thread 4.0.4：https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/v4.0.4
☞ 基础的软硬件环境配置和es-codemaker使用方法。详细请查看（点击直接打开）：工程师笔记 | es-codemaker for rt-thread （一）快速上手
☞ es-codemaker for rt-thread软件的获取方法，在文本的最后给出。
1. 硬件配置
本实验使用zlg的usbcan-e-p做为主站，es-pds-es32f3696lx开发板和es-pds-can模块作为从机。
▲canopen主站卡
将es-pds-can模块插入开发板can接口上。can模块与开发板的连接：
es-pds-can模块接口 es-pds-es32f3696lx开发板管脚功能
vcc 电源vdd
gnd 电源地gnd
rx can0_rx（pb8）
tx can0_tx（pb9）
usbcan-e-p canopen主站卡与es-pds-can模块的连接：
canopen主站卡接口 es-pds-can模块接口
can_h can_h
can_l can_l
es-pds-es32f3696lx开发板上的跳线接口：
1 . 闭合jp4：使开发板为芯片供电。
2 . 闭合jp2、jp3：通过板载调试器将uart2转为串口，方便调试程序。
2. 驱动配置
通过es-codemaker可实现可视化的管脚功能配置
新建工程
选择芯片es32f3696lx，填写工程名称和路径，选择模板 pkg-example-canopen：
开启 uart2 功能和对应的管脚作为rt-thread的控制台功能。
开启 can0 的管脚: pb8，pb9 ，并选择相应的can功能，可以设置can设备的名称。设备配置为：波特率1000000，使能失败自动重发，再同步跳转宽度为4个时间片。
开启 ad16c4t0 作为 hwtimer ，并选择相应的功能，可以设置hwtimer设备的名称。设备配置为：递增计数模式。
3. rt-thread配置
使用rt-thread env工具配置rt-thread的内核、组件、软件包和驱动。
1 . 在路径rt-thread-v4.0.4spessemies32f369x中，打开env工具
2 . 输入menuconfig配置工程
rt-thread 内核配置
rt-thread kernal -> kernel device object 进行内核设备对象设置。将控制台的设备名改为“uart2”。
rt-thread 软件包 canfestival 配置
rt-thread online packages → miscellaneous packages开启canfestival 软件包，选择版本：v1.0.0。canfestival是一个开源免费的 canopen 协议栈。
rt-thread online packages → miscellaneous packages → canfestival: a free software canopen framework 打开配置界面。选择can和hwtimer的设备名，及线程的优先级。
uart 配置
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers -> uart drivers 开启uart2，与rt-thread控制台通信。
can 配置
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers -> can drivers 开启can0，为canfestival提供can驱动。
timer 配置
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers -> hwtimer drivers 开启timer0，为canfestival提供timer驱动。
开启canopen用例
hardware drivers config -> pkgs support example -> canopen -> usbcan_e_p_example_slave开启canopen从机例程。
配置好之后保存退出。
3 . 输入pkgs --update命令更新软件包。然后根据 6. 软件包程序修改说明 优化软件包的部分接口。
4 . 输入scons --target=mdk5命令生成keil5工程。（使用iar等其他平台指定--target=xxx即可）
5 . 使用keil5打开工程，编译并下载。
4. 实验说明
1 . 安装canopen对象字典编辑工具
canopen协议的核心是对象字典。由于canopen的对象字典较为复杂，不建议手写对象字典。canopen对象字典编辑工具安装方法如下：
☞ 首先获取资源：
☆从官方获取python2.7：
https://www.python.org/downloads/release/python-2715/
☆从官方获取wxpython2.8：
https://sourceforge.net/projects/wxpython/files/wxpython/2.8.12.1/
☆2种获取canopen源码的方式：
a . 从官方获取canopen源码：
https://bitbucket.org/mongo/canfestival-3-asc
b . 从百度网盘获取canopen源码：
https://pan.baidu.com/s/1b9k0vizu_evwk1blurjepq 提取码为：j2w2
资源获取成功后：
a . 安装python2.7。
b . 安装wxpython2.8。
c . 解压canopen源码，获得mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8d文件夹。
d . 解压mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8dobjdictgengnosis_utils-current.tar.gz，获得gnosis_utils-1.2.2.tar。
解压gnosis_utils-1.2.2.tar后，获得gnosis_utils-1.2.2文件夹。
e . 将 gnosis_utils-1.2.2gnosis文件夹，复制到 mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8dobjdictgen路径下。如下图所示：
f . 双击 mongo-canfestival-...objdictgenobjdictedit.py。
如果安装正常，则会出现以下的界面：
2 . canopen对象字典编辑工具的使用方法如下：
a . 点击左上角的按钮“文件”，可新建或打开对象字典。
打开bsp中的对象字典。
打开对象字典成功后，如下图所示：
b . 点击选项后，可编辑字典，如下图所示：
canopen对象字典各索引范围的描述如下图。
对象字典索引0x2000~0x5fff的制造商特定自协议区，常被用于存放应用数据。
如下图所示：可以直接通过编辑工具修改对象字典索引0x2100的数据。
c . 将canopen对象字典输出的方法如下：
点击【建立字典】后，会生成.c和.h对象字典文件。如果当前打开的是工程内的.od文件，则会更新工程中的对象字典。
点击【导出成eds文件】后，会生成eds文件。canopen主机需要用eds文件解析从机。
4 . canopen从机程序流程。
在canopen中，pdo为过程数据对象协议，可用于在多节点之间交换即时数据。pdo被分为rpdo和tpdo。rpdo为从机接收数据。tpdo为从机发送数据。
在用例从机对象字典中，有4个rpdo，4个tpdo。在下图中n的取值为1~4。
如上图所示，应用层canopen从机程序流程为：
a . 初始化底层驱动。初始化canopen，并导入对象字典。
b . 从机进入预操作状态后，不断读写对象字典。
注意：因为双方的时钟相互独立，存在误差。所以加速了当前使用的硬件定时器，使从机能及时响应主机。
5 . canopen主站卡环境安装。
本实验用 usbcan-e-p canopen主站卡作为canopen主机，开发板作为canopen从机。
☞ 从官网获取 usbcan-e-p 资料：
☆ 获取usbcan-e-p 的pc端上位机软件安装包：
https://www.zlg.cn/data/upload/software/can/canopen_setup.rar
☆ 获取usbcan-e-p用户手册：
https://www.zlg.cn/data/upload/software/can/usbcan_e_p_canopen_um.pdf
☆获取usbcan-e-p驱动：
https://www.zlg.cn/data/upload/software/can/usbcan_e_p_drive.zip
pc端上位机软件安装完成后，获得软件 canmanager for canopen ：
然后根据用户手册，安装usbcan-e-p驱动。
5. 实验现象
1 .将canopen从机程序下载后，rt-thead控制台输出如下信息：
2 . 然后打开canmanager for canopen。
导入canopen从机的eds。
选择从机用例的eds文件。文件路径为：driverspkg_support_examplecanopenusbcan-e-p-example-slaveapp_od.eds
点击搜索，开始搜索从机，如下图所示：
搜索到从机后，点击右下角的关闭按钮后，如下图所示：
3 . 点击左上角的启动后，设置如图：
启动后，可观察到现象：主机收到从机的tpdo中，红色框中的数据在不断循环。蓝色框中的数据不变，为字典中的初始值。与程序流程图逻辑一致。
点击rpdo1的手动发送后。tpdo1的后4字节数据与rpdo1的后4字节数据一致。
修改rpdo2后4字节数据后，点击rpdo2的手动发送后。tpdo2的后4字节数据与rpdo2的后4字节数据一致。
4 . 实验完成后，rt-thread控制台输出如下信息：
如果主机和从机几乎同时往can总线发送数据，就会有 can通讯超载 的紧急报文。
received emcy message. node: 08 errorcode: 8110 errorregister: 11
canopen紧急报文错误代码说明如下：
6. 软件包程序修改说明
1 . canfestival 软件包修改（版本：v1.0.0）
该软件包有3处需要修改：
软件包第1处修改
修改原因：can过滤器控制块配置不正确。
a . 宏rt_can_filter_item_init，会将过滤表号设置为-1。如果过滤表号为-1，则表示：不指定过滤表号，该过滤器控制块不会被初始化。这会导致回调函数无效。所以需要修改过滤表号：将过滤表号修改为 0。
b . 适配rt-thread的驱动框架。将过滤表模式修改为0。
具体修改如下：（修改前的代码 + 修改后的代码）
将 packagescanfestival-v1.0.0srccan_rtthread.c 进行更改。can_rtthread.c的部分内容如下：
修改前：
struct rt_can_filter_item filter1item[1] ={ rt_can_filter_item_init(0x180, 0, 0, 1, 0, can1ind, &can_data.event)};
修改后：
struct rt_can_filter_item filter1item[1] ={ { .id = 0x180, .ide = 0, .rtr = 0, .mode = 0,/*过滤表模式*/ .mask = 0, .hdr = 0, /*过滤表号*/ .ind = can1ind, .args = &can_data.event }};
软件包第2处修改
修改原因：部分符号定义冲突。在es32底层库中，true 和 false会被定义为枚举。在软件包中，true 和 false会被定义为宏。
具体修改如下：
在 packagescanfestival-v1.0.0incdef.h 的#define __def_h__的下方加入头文件：
#include type.h
软件包第3处修改
修改原因：删除非必要的文件。
具体修改如下：
packagescanfestival-v1.0.0src imer_rtthread.c
#include
7. 如何获取 es-codemaker for rt-thread？
阶梯收费加速水/气表智能化，引发FRAM强劲增长
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基于物联网的智慧校园是什么样的？
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canopen 是一种基于can的通信协议，已在工业领域得到了广泛应用。
can提供可靠的底层数据传输，canopen提供标准化的应用层协议。在canopen协议中，每个canopen设备都有一个对象字典。canopen设备模型如下图。对象字典描述了canopen设备的所有行为和参数。
canfestival是一套开源免费的canopen协议栈。它功能强大，且提供图像化的对象字典编辑工具。rt-thread已经将canfestival制作成软件包。所以只需完善对应驱动就能实现canopen。
本文将要介绍：在 es32 平台上，基于 rt-thread bsp 实现 canopen 从机的方法。
开启本实验前，读者需要首先了解：
☞本实验基于rt-thread 4.0.4版本，用户可以从github或gitee获取：
☆从github下载rt-thread 4.0.4：https://github.com/rt-thread/rt-thread/tree/v4.0.4
☆从gitee下载rt-thread 4.0.4：https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/v4.0.4
☞ 基础的软硬件环境配置和es-codemaker使用方法。详细请查看（点击直接打开）：工程师笔记 | es-codemaker for rt-thread （一）快速上手
☞ es-codemaker for rt-thread软件的获取方法，在文本的最后给出。
1. 硬件配置
本实验使用zlg的usbcan-e-p做为主站，es-pds-es32f3696lx开发板和es-pds-can模块作为从机。
▲canopen主站卡
将es-pds-can模块插入开发板can接口上。can模块与开发板的连接：
es-pds-can模块接口 es-pds-es32f3696lx开发板管脚功能
vcc 电源vdd
gnd 电源地gnd
rx can0_rx（pb8）
tx can0_tx（pb9）
usbcan-e-p canopen主站卡与es-pds-can模块的连接：
canopen主站卡接口 es-pds-can模块接口
can_h can_h
can_l can_l
es-pds-es32f3696lx开发板上的跳线接口：
1 . 闭合jp4：使开发板为芯片供电。
2 . 闭合jp2、jp3：通过板载调试器将uart2转为串口，方便调试程序。
2. 驱动配置
通过es-codemaker可实现可视化的管脚功能配置
新建工程
选择芯片es32f3696lx，填写工程名称和路径，选择模板 pkg-example-canopen：
开启 uart2 功能和对应的管脚作为rt-thread的控制台功能。
开启 can0 的管脚: pb8，pb9 ，并选择相应的can功能，可以设置can设备的名称。设备配置为：波特率1000000，使能失败自动重发，再同步跳转宽度为4个时间片。
开启 ad16c4t0 作为 hwtimer ，并选择相应的功能，可以设置hwtimer设备的名称。设备配置为：递增计数模式。
3. rt-thread配置
使用rt-thread env工具配置rt-thread的内核、组件、软件包和驱动。
1 . 在路径rt-thread-v4.0.4spessemies32f369x中，打开env工具
2 . 输入menuconfig配置工程
rt-thread 内核配置
rt-thread kernal -> kernel device object 进行内核设备对象设置。将控制台的设备名改为“uart2”。
rt-thread 软件包 canfestival 配置
rt-thread online packages → miscellaneous packages开启canfestival 软件包，选择版本：v1.0.0。canfestival是一个开源免费的 canopen 协议栈。
rt-thread online packages → miscellaneous packages → canfestival: a free software canopen framework 打开配置界面。选择can和hwtimer的设备名，及线程的优先级。
uart 配置
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers -> uart drivers 开启uart2，与rt-thread控制台通信。
can 配置
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers -> can drivers 开启can0，为canfestival提供can驱动。
timer 配置
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers -> hwtimer drivers 开启timer0，为canfestival提供timer驱动。
开启canopen用例
hardware drivers config -> pkgs support example -> canopen -> usbcan_e_p_example_slave开启canopen从机例程。
配置好之后保存退出。
3 . 输入pkgs --update命令更新软件包。然后根据 6. 软件包程序修改说明 优化软件包的部分接口。
4 . 输入scons --target=mdk5命令生成keil5工程。（使用iar等其他平台指定--target=xxx即可）
5 . 使用keil5打开工程，编译并下载。
4. 实验说明
1 . 安装canopen对象字典编辑工具
canopen协议的核心是对象字典。由于canopen的对象字典较为复杂，不建议手写对象字典。canopen对象字典编辑工具安装方法如下：
☞ 首先获取资源：
☆从官方获取python2.7：
https://www.python.org/downloads/release/python-2715/
☆从官方获取wxpython2.8：
https://sourceforge.net/projects/wxpython/files/wxpython/2.8.12.1/
☆2种获取canopen源码的方式：
a . 从官方获取canopen源码：
https://bitbucket.org/mongo/canfestival-3-asc
b . 从百度网盘获取canopen源码：
https://pan.baidu.com/s/1b9k0vizu_evwk1blurjepq 提取码为：j2w2
资源获取成功后：
a . 安装python2.7。
b . 安装wxpython2.8。
c . 解压canopen源码，获得mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8d文件夹。
d . 解压mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8dobjdictgengnosis_utils-current.tar.gz，获得gnosis_utils-1.2.2.tar。
解压gnosis_utils-1.2.2.tar后，获得gnosis_utils-1.2.2文件夹。
e . 将 gnosis_utils-1.2.2gnosis文件夹，复制到 mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8dobjdictgen路径下。如下图所示：
f . 双击 mongo-canfestival-...objdictgenobjdictedit.py。
如果安装正常，则会出现以下的界面：
2 . canopen对象字典编辑工具的使用方法如下：
a . 点击左上角的按钮“文件”，可新建或打开对象字典。
打开bsp中的对象字典。
打开对象字典成功后，如下图所示：
b . 点击选项后，可编辑字典，如下图所示：
canopen对象字典各索引范围的描述如下图。
对象字典索引0x2000~0x5fff的制造商特定自协议区，常被用于存放应用数据。
如下图所示：可以直接通过编辑工具修改对象字典索引0x2100的数据。
c . 将canopen对象字典输出的方法如下：
点击【建立字典】后，会生成.c和.h对象字典文件。如果当前打开的是工程内的.od文件，则会更新工程中的对象字典。
点击【导出成eds文件】后，会生成eds文件。canopen主机需要用eds文件解析从机。
4 . canopen从机程序流程。
在canopen中，pdo为过程数据对象协议，可用于在多节点之间交换即时数据。pdo被分为rpdo和tpdo。rpdo为从机接收数据。tpdo为从机发送数据。
在用例从机对象字典中，有4个rpdo，4个tpdo。在下图中n的取值为1~4。
如上图所示，应用层canopen从机程序流程为：
a . 初始化底层驱动。初始化canopen，并导入对象字典。
b . 从机进入预操作状态后，不断读写对象字典。
注意：因为双方的时钟相互独立，存在误差。所以加速了当前使用的硬件定时器，使从机能及时响应主机。
5 . canopen主站卡环境安装。
本实验用 usbcan-e-p canopen主站卡作为canopen主机，开发板作为canopen从机。
☞ 从官网获取 usbcan-e-p 资料：
☆ 获取usbcan-e-p 的pc端上位机软件安装包：
https://www.zlg.cn/data/upload/software/can/canopen_setup.rar
☆ 获取usbcan-e-p用户手册：
https://www.zlg.cn/data/upload/software/can/usbcan_e_p_canopen_um.pdf
☆获取usbcan-e-p驱动：
https://www.zlg.cn/data/upload/software/can/usbcan_e_p_drive.zip
pc端上位机软件安装完成后，获得软件 canmanager for canopen ：
然后根据用户手册，安装usbcan-e-p驱动。
5. 实验现象
1 .将canopen从机程序下载后，rt-thead控制台输出如下信息：
2 . 然后打开canmanager for canopen。
导入canopen从机的eds。
选择从机用例的eds文件。文件路径为：driverspkg_support_examplecanopenusbcan-e-p-example-slaveapp_od.eds
点击搜索，开始搜索从机，如下图所示：
搜索到从机后，点击右下角的关闭按钮后，如下图所示：
3 . 点击左上角的启动后，设置如图：
启动后，可观察到现象：主机收到从机的tpdo中，红色框中的数据在不断循环。蓝色框中的数据不变，为字典中的初始值。与程序流程图逻辑一致。
点击rpdo1的手动发送后。tpdo1的后4字节数据与rpdo1的后4字节数据一致。
修改rpdo2后4字节数据后，点击rpdo2的手动发送后。tpdo2的后4字节数据与rpdo2的后4字节数据一致。
4 . 实验完成后，rt-thread控制台输出如下信息：
如果主机和从机几乎同时往can总线发送数据，就会有 can通讯超载 的紧急报文。
received emcy message. node: 08 errorcode: 8110 errorregister: 11
canopen紧急报文错误代码说明如下：
6. 软件包程序修改说明
1 . canfestival 软件包修改（版本：v1.0.0）
该软件包有3处需要修改：
软件包第1处修改
修改原因：can过滤器控制块配置不正确。
a . 宏rt_can_filter_item_init，会将过滤表号设置为-1。如果过滤表号为-1，则表示：不指定过滤表号，该过滤器控制块不会被初始化。这会导致回调函数无效。所以需要修改过滤表号：将过滤表号修改为 0。
b . 适配rt-thread的驱动框架。将过滤表模式修改为0。
具体修改如下：（修改前的代码 + 修改后的代码）
将 packagescanfestival-v1.0.0srccan_rtthread.c 进行更改。can_rtthread.c的部分内容如下：
修改前：
struct rt_can_filter_item filter1item[1] ={ rt_can_filter_item_init(0x180, 0, 0, 1, 0, can1ind, &can_data.event)};
修改后：
struct rt_can_filter_item filter1item[1] ={ { .id = 0x180, .ide = 0, .rtr = 0, .mode = 0,/*过滤表模式*/ .mask = 0, .hdr = 0, /*过滤表号*/ .ind = can1ind, .args = &can_data.event }};
软件包第2处修改
修改原因：部分符号定义冲突。在es32底层库中，true 和 false会被定义为枚举。在软件包中，true 和 false会被定义为宏。
具体修改如下：
在 packagescanfestival-v1.0.0incdef.h 的#define __def_h__的下方加入头文件：
#include type.h
软件包第3处修改
修改原因：删除非必要的文件。
具体修改如下：
packagescanfestival-v1.0.0src imer_rtthread.c
#include
7. 如何获取 es-codemaker for rt-thread？
阶梯收费加速水/气表智能化，引发FRAM强劲增长
智能蓄电池充电机为蓄电池和UPS电源维护提供了帮助
做好FPGA设计需要掌握哪些知识
南卡新品Runner Pro3，骨传导耳机新高度，为超越而生
锂电池储能可移动多功能电源车的特点分析
使用ES32实现CANopen从机
汽车电子域控制器一些问题以及探讨
荣耀V20支持4800万像素荣获年度拍照旗舰大奖拍照效果十分惊人
分布式设备管理有哪些痛点？如何打造设备智能管理系统？
基于物联网的智慧校园是什么样的？
凌力尔特推出完整高压侧电流检测器件LT6109
苹果14官方发布会时间 苹果14的四个款式
如何在 Wi-Fi 模块中实现更好的物联网安全性
如何搭建TLSR9 Auracast广播音频应用示例
董明珠在下一盘什么大棋？又是全员涨薪又是增持
5v2a充电器芯片U65143介绍
一种替代性低功耗的电流检测解决方案
大疆发布N3飞控系统大幅提升系统可靠性
入门级主动降噪耳机的好选择 有颜值、有音质的蓝牙耳机
鼎阳科技发布SDM4000A六位半数字万用表