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
1）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：
2）开启 UART2 功能和对应的管脚作为RT-Thread的控制台功能。
3）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。
4）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-v4.0.4\bsp\essemi\es32f369x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-1a25f5151a8d\objdictgen\Gnosis_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-1.2.2\gnosis文件夹，复制到 Mongo-canfestival-3-asc-1a25f5151a8d\objdictgen路径下。如下图所示：
f . 双击 Mongo-canfestival-...\objdictgen\objdictedit.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：
☆ 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：drivers\pkg_support_example\canopen\USBCAN-E-P-example-slave\app_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 packages\CanFestival-v1.0.0\src\can_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 packages\CanFestival-v1.0.0\inc\def.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：
packages\CanFestival-v1.0.0\src\timer_rtthread.c
#include <stm32f10x.h>
7. 如何获取 ES-CodeMaker for RT-Thread？
链接：https://pan.baidu.com/s/1IAJuTKGzCRxrCGWaF3o2tw 提取码：esae
来源：东软载波微电子
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