前言

CANopen是一種基于CAN總線的高層通信協(xié)議，其核心對(duì)象字典（Object Dictionary）定義了設(shè)備的全部參數(shù)與功能。為滿足不同廠商設(shè)備在特定場(chǎng)景下的要求，對(duì)象字典必須被精確配置，而手動(dòng)修改這一過程通常較為繁瑣。在最新發(fā)布的 hpm_sdk v1.10.0 中，支持使用 CANopenEditor 編輯的對(duì)象字典，讓開發(fā)者可以更直觀地管理對(duì)象字典與網(wǎng)絡(luò)。本文將介紹如何利用這款新工具編輯對(duì)象字典，并一鍵生成可直接編譯的源文件。

1、CANopenEditor 獲取

CANopenEditor 工具獲取鏈接：https://github.com/CANopenNode/CANopenEditor
工具包下載地址：https://github.com/CANopenNode/CANopenEditor/releases/tag/v4.2.3

工具使用步驟如下：

1. 下載并解壓 CANopenEditor-v4.2.3-binary.zip 工具包；

2. 運(yùn)行 CANopenEditor-v4.2.3-binary/net8.0-windows/EDSEditor.exe 以啟動(dòng)編輯器；

3. 通過菜單 File -> Open，導(dǎo)入 CANopenEditor-v4.2.3-binary/net8.0-windows/Profiles 下的 DS301_profile.xpd 協(xié)議模板即可開始編輯。

導(dǎo)入成功后，如下圖所示：

以下是該工具配置菜單欄的介紹：

1. Device Info 中存放了該模板字典的基本信息；

2. Object Dictionary 是對(duì)象字典中具體的內(nèi)容定義，包含每個(gè)對(duì)象以及具體的含義，這是對(duì)象字典的精髓；

3. TX PDO Mapping 和 RX PDO Mapping 顯示了前面字典中，配置的 PDO 映射關(guān)系；

4. Modules 可以忽略。

2. CANopenEditor 配置

進(jìn)入 Object Dictionary 目錄，如下圖所示：

這是 CANopenEditor 配置的重點(diǎn)，以下是菜單選項(xiàng)的簡(jiǎn)單介紹：

1. Communication Specific Parameters, 大部分和通信相關(guān)的參數(shù)以及通用的參數(shù)都在這個(gè)里面定義；

2. Manufacturer Specific Parameters, 存放設(shè)備或者功能相關(guān)的參數(shù)；

3. Device Profile Specific Parameters, 存放和行業(yè)協(xié)議相關(guān)參數(shù)，比如 DS402/DS401 相關(guān)協(xié)議在這個(gè)部分定義。

2.1 配置標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象參數(shù)

左邊 Object Dictionary 目錄下，已有部分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象參數(shù)(置灰的表示已有定義，但是在該模板中未使能)，用戶可以根據(jù)自己的需求，對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行配置。
以對(duì)象 0x1008(Manufacturer device name) 為例，介紹對(duì)象的參數(shù)含義及配置方法：

如上圖，這部分配置由四個(gè)部分組成：

1. 對(duì)象 0x1008 此時(shí)置灰，表明該對(duì)象未使能，此時(shí)導(dǎo)出 map 表，這個(gè)對(duì)象不會(huì)被包含在內(nèi)；

2. 介紹了該對(duì)象的名稱和屬性：Name - Manufacturer device name, Obj Type - VAR(variable 相當(dāng)于變量，還有 array 相當(dāng)于數(shù)組，record 相當(dāng)于結(jié)構(gòu)體，這個(gè)參數(shù)在對(duì)象添加時(shí)確定，確定后無法修改), Data Type - VISIBLE_STRING, SDO - ro(對(duì)于SDO協(xié)議的權(quán)限是只讀), PDO - no(對(duì)于PDO協(xié)議沒有訪問權(quán)限), SRDO - no, Default Value - 未填寫；該部分為只讀，在第 4 部分進(jìn)行配置；

3. 對(duì)象的名稱以及描述在這部分配置；

4. 對(duì)象的屬性，也是對(duì)象配置最重要的部分，如第 2 部分中提到的 Data Type, Access SDO/PDO/SRDO, Default Value 就在這部分配置; 同時(shí)，還有三個(gè)重要參數(shù)需要關(guān)注, 即 Count Label - 表明這個(gè)參數(shù)歸屬哪種協(xié)議, Storage Group - PERSIST_COMM(選擇性持久化通信參數(shù)，介紹該對(duì)象的存儲(chǔ)屬性，是否應(yīng)該保存到ROM中，相對(duì)應(yīng)的還有 ROM/RAM), Enabled - 勾選即使能該對(duì)象；

而此處，我們需要對(duì)該對(duì)象第 4 部分的部分屬性做如下修改：

1. Default Value: HPMICRO Canopen Demo

2. Access SDO: rw

3. Enabled: 勾選

至此，對(duì)象 0x1008 已配置完成。

2.2 介紹生成的對(duì)象字典文件

在執(zhí)行完章節(jié) 2.1 后，直接生成對(duì)象字典文件(具體操作請(qǐng)參考章節(jié) 2.4) OD.c/OD.h, 其中對(duì)象 0x1008 的屬性應(yīng)該和我們上述設(shè)置一一對(duì)應(yīng)，以下依舊以對(duì)象 0x1008 為例，簡(jiǎn)單介紹這兩個(gè)文件。

2.2.1 OD.c 文件

打開生成的 OD.c，可以看到如下結(jié)構(gòu)體：

1. OD_PERSIST_COMM - 主要對(duì)象參數(shù)的結(jié)構(gòu)體，屬性是選擇性持久化通信參數(shù)，上述定義的對(duì)象 0x1008 就定義在這個(gè)結(jié)構(gòu)體內(nèi)；

2. OD_RAM - 存儲(chǔ)屬性為 RAM 的對(duì)象；對(duì)象定義在 OD_PERSIST_COMM 還是 OD_RAM 即受上述的 Storage Group 參數(shù)決定；

3. ODObjs - 描述了所有對(duì)象的參數(shù)類型，訪問屬性和參數(shù)長(zhǎng)度；此時(shí)對(duì)象 0x1008 屬性為 SDO 可讀寫, 缺省值（HPMICRO Canopen Demo）長(zhǎng)度為 20 字節(jié)；

4. OD - sample 中最終會(huì)通過這個(gè)結(jié)構(gòu)體指針對(duì) map 進(jìn)行讀寫；

2.2.2 OD.h 文件

OD.h 中定義了上述 OD.c 中用到的所有的變量和結(jié)構(gòu)體的定義, 比如上述提到的 OD_PERSIST_COMM_t, OD_RAM_t 等；此外，用戶還需要關(guān)注的是以下宏定義：

這些宏定義描述了 CANopen 中所有協(xié)議涉及的對(duì)象數(shù)量，這個(gè)是根據(jù)上述 Count Label 統(tǒng)計(jì)出的。以宏定義 OD_CNT_NMT 為例，表明 NMT 數(shù)量為 1，在 CANopen 協(xié)議中，NMT 協(xié)議是最基本的協(xié)議之一，數(shù)量必須大于 1，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。

綜上，我們介紹了如何使能并配置一個(gè)對(duì)象，同時(shí)介紹了 CANopenEditor 的配置和生成 map 表的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)然，想要配置出和 SDK sample 中同樣的 map 表，還需要修改很多參數(shù)，用戶可以參考 hpm_sdk v1.10.0 中，hpm_sdk/middleware/CANopenNode/port/objdict 路徑下的 OD.c 文件，配置基本的參數(shù)對(duì)象。

2.3 增加一個(gè)新的對(duì)象參數(shù)

經(jīng)過章節(jié) 2.1, 2.2 的配置，設(shè)備已具備一個(gè)基本的對(duì)象字典結(jié)構(gòu)。然而，該默認(rèn)配置中所有 PDO 的映射參數(shù)均為空。這意味著，即使 PDO 的傳輸條件被滿足，從站設(shè)備也因缺乏有效的數(shù)據(jù)映射而不會(huì)發(fā)送任何 PDO 報(bào)文。因此必須在對(duì)象字典中定義應(yīng)用對(duì)象，并將其配置到相應(yīng)的 PDO 映射表中。本章節(jié)將詳細(xì)闡述如何新增一個(gè)應(yīng)用對(duì)象條目，設(shè)定其 SDO 訪問權(quán)限，并將其分配為 TPDO 的映射內(nèi)容，從而使能有效的過程數(shù)據(jù)通信。

在 Manufacturer Specific Parameters 區(qū)域, 左擊 Name, 選擇 Add，會(huì)出現(xiàn)一個(gè) Create new OD Index 的對(duì)話框，用戶需要設(shè)定三個(gè)參數(shù)：Index, Name, Object Type。
此處設(shè)定：

1. Index - 2102

2. Name - PDO_Para(表明這是給 PDO 使用的一個(gè)對(duì)象參數(shù))

3. Object Type - VAR(表明這是一個(gè)變量)

點(diǎn)擊 Create, 這個(gè)參數(shù)就添加好了。但是，用戶還需要對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行屬性配置，如 2.1 章節(jié)中對(duì)第 4 部分對(duì)象屬性的描述，配置如下：

1. Default Value: 0xAA

2. Data Type: UNSIGNED32

3. Access SDO, PDO: rw(對(duì) PDO, SDO 都分配了讀寫屬性，主站可以通過這兩種協(xié)議對(duì) 0x2102 這個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫)

4. Storage Group: RAM

5. Enabled: 勾選

當(dāng)然，由于這個(gè)參數(shù)是給 PDO 使用的，因此還需要修改 0x1600(RPDO) 和 0x1A00(TPDO) 的 subindex0 和 subindex1，以 0x1600 為例：

至此，所有配置步驟均已完成。

2.4 輸出對(duì)象字典文件

生成對(duì)象字典文件(OD.c/OD.h), 如下圖所示：

步驟如下：

單擊 File, 選擇 Export CanOpenNode..., 修改路徑為 hpm_sdk/middleware/CANopenNode/port/objdict/, 替換已有的 OD.c/OD.h。

Notes:

Save Project As.../Export, 會(huì)將這次的改動(dòng)生成一個(gè)新的 DS301_profile.xdd，用戶下次導(dǎo)入這個(gè)文檔，就可以直接在這次的基礎(chǔ)上進(jìn)行新的開發(fā)和改動(dòng)。

Save Network XML, 會(huì)將這次改動(dòng)后的對(duì)象字典，生成一個(gè) XML 文檔，可供后續(xù)其他平臺(tái)的開發(fā)。

3. 運(yùn)行結(jié)果分析

編譯 hpm_sdk v1.10.0 中的 sample: hpm_sdk/samples/canopen/slave 并燒錄到開發(fā)板，以 hpm6p00evk 為例(作為從站)，主站使用 canbox(便于觀察數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析)。數(shù)據(jù)交互如下：

1.從站運(yùn)行成功并結(jié)束初始化后，將發(fā)送一個(gè) init(0x00) 包，然后從站會(huì)自動(dòng)切換至 pre-optional，并開始發(fā)送 pre-optional(0x7F) 包：

2.主站發(fā)送 start remote node(00 01) 命令，從站接收成功后，立刻開始發(fā)送 PDO(0xAA) 數(shù)據(jù)包，同時(shí)切換到 optional 狀態(tài)并開始發(fā)送 optional(0x05) 包：

3.當(dāng)收到 TPDO 的數(shù)據(jù)包后，說明對(duì)象 0x2102 的值和 TPDO 的屬性配置成功，而配置時(shí)，還對(duì) SDO 也做了訪問配置，因此可以通過 SDO 去讀 0x2102 的值：

4.通過 SDO 改寫 0x2102，改寫成功后，PDO 將發(fā)送新的 0x2102 的值：

5.再次讀取 0x2102 的值以做確認(rèn)：

此時(shí)，0x2102 已經(jīng)被主站改寫為 0xBB 并保存在 map 中。

4.總結(jié)

CANopenEditor 工具可替代手動(dòng)修改，以簡(jiǎn)化對(duì)象字典的配置過程。hpm_sdk v1.10.0 中的 CANopen demo 對(duì)象字典即由該工具編輯、生成，可作為用戶實(shí)現(xiàn)自定義配置的參考基礎(chǔ)。