虹科方案 | 轻松实现CANopen设备开发：虹科CANopen嵌入式通讯模块与CANopen芯片

虹科智能自动化 2023-05-05 887

描述

CANopen协议

CANopen Protocol

CANopen是一种架构在控制局域网络（Controller Area Network, CAN）上的高层通信协议，包括通信子协议及设备子协议，常在嵌入式系统中使用，目前已被广泛应用于电机控制、机器人制造、医疗、汽车等多个行业领域。

虹科CANopen嵌入式通讯模块

HongKe CANopen IA module

虹科HK-CANopenIA-M0模块是一个能够帮助用户轻松开发CANopen设备的嵌入式通讯模块，由于直接实现了整个设备配置文件，该模块可用于实现对数字量和模拟量输入输出数据的即时访问，并极大地降低CANopen设备的开发时间。

设备配置文件	输入/输出信号
CiA 401，通用I/O，操纵杆	多达 28 个数字（输入或输出）、多达4 个片上模拟输入（10 位）、多达 4 个外部模拟输入（12 位）、多达 4 个外部模拟输出（12位）、串行远程访问
CiA 401，通用I/O和CANopen FD	8 个数字输入、8 个数字输出，最多 13 个模拟输入，最多 4 个模拟输出
CiA447，通用I/O	多达 28 个数字（输入或输出）多达 8 个片上模拟，可选外部模拟

虹科HK-CANopenIA-M0模块基于恩智浦LPC11C24 32位微控制器（ARM Cortex M0）。这是一种集成CAN收发器的衍生产品，可最大限度地减少协议芯片周围所需的外部组件。Cortex 架构与优化的固件设计相结合，可实现非常高的性能。I/O 和 CAN 之间的内部处理时间可缩短至 15 微秒。

这种高性能、即用型CANopen解决方案可作为芯片或模块提供。该模块具有用于时钟生成的芯片胶合逻辑、一个用于存储配置数据的串行EEPROM和用于发出CANopen状态信号的两个LED。对象字典中的条目、I/O 端口以及 SDO 和 PDO 行为可以使用提供的设置实用程序进行配置。可以使用CANopen Architect编辑器为对象字典和EDS文件生成高级配置。

CAN

虹科HK-CANopenIA-M0模块允许将CANopenIA-M0芯片功能集成到用户硬件中，而无需考虑时钟生成，收发器，EEPROM硬件以及状态和错误指示。该模块可以很轻松的嵌入具有两排 48 针连接器的用户硬件中。1.27mm双排直针排针连接器，每排 24 个引脚。

目前，虹科CANopen IA模块仍在不断升级中，最新的固件版本 V2.2 增加了通过串行 TTL 通道来实现对主机系统的远程访问支持。这允许该模块在可以使用常规串行通道与通信处理器通信的系统中用作CANopen通信处理器。进一步的增强功能增加了对模拟输入的8位分辨率访问（默认使用为10位分辨率），现在支持各种CANopen操纵杆实现。

/ 入门套件 /

为了方便用户使用，虹科可提供一个入门套件，提供对HK-CANopen-IA-M0模块提供的功能的基本访问。该模块的所有 48 个引脚均在标准标题行上提供，所有引脚都标有匹配的引脚名称。为了快速测试，可以使用提供的跨接电缆将开关和 LED 连接到这些引脚中的任何一个。

CAN

/ 高级评估板 /

虹科HK-CANopenIA-M0高级评估板包含以下内容：

两个CAN连接器，带一个可切换的终端电阻器

用于设置波特率和节点 ID 的 DIP开关

28 个 LED，用于指示二进制输出端口引脚的状态

28 个开关，用于激励二进制输入端口引脚

4 个电位计，用于激励内部或外部ADC 端口

4 个 LED 用于向外部 DAC 端口上的输出电压发出信号

CAN

使用虹科HK-CANopenIA-M0模块的好处：

减轻复杂程度：

- 通过CANopen Architect或专用设置软件进行简单设置

- 只需要最低限度的CANopen知识

- 简化了软件的开发

提高安全水平：

- 入侵者的攻击点更少

- 在协处理器模式下，CANopenIA作为一个在CANopen和主机之间的防火墙

更快的上市时间：

- 最小化的软件开发

- 更快的测试周期

虹科CANopen芯片

HongKe CO4201 Chip

虹科HK-CO4201-FL是一款低成本、高性能的单芯片，适用于开发CANopen远程I/O模块。该芯片是专为汽车和工业应用而设计的，在单个芯片中提供了CANopen标准DS301和DS401的复杂实现。它适用于传感器或接口等简单、经济高效的应用，也适用于复杂的I/O 系统。

该器件具有多达 27 个输入和18个输出，它的8个通道以12位的分辨率转换模拟输入信号，其中2个输出通道可以输出分辨率为10位的模拟电压，而另外6个支持PWM生成。

为了支持输出过载监控，虹科CANopen芯片存在一个特殊的故障中断输入，支持高达 1 Mbit的所有常见波特率。

CAN

/ 虹科嵌入式模块与芯片方案对比 /

	HK-CANopenIA-M0	HK-CO4201A-FL
封装	LQFP48	QFP80
尺寸	19.5x31.5x13mm	10x10mm
工作电压	3.3~5V DC	3.3/5V DC
工作温度	-40~85℃	-40~105℃
输入输出特性	-28个数字输入/输出通道 -4个片上模拟输入通道（10位精度） -4个外部模拟输入通道（12位精度） -4个外部模拟输出通道（12位精度）	-27个输入通道：①最多27路数字输入；②最多8路模拟输入（12位精度） -18个输出通道： ①最多18路数字输出；②最多2路模拟输出（10位精度）；③最多6路PWM输出
CANopen特性	-支持最高1Mbps波特率 -4路RPDO+4路TPDO -PDO支持Inhibit Time、Event Time和SYNC -支持Node guarding和Heartbeat -支持诊断LED功能 -支持LSS和Store/Restore功能	-支持最高1Mbps波特率 -84路RPDO+8路TPDO -PDO支持Inhibit Time、Event Time和SYNC -支持Node guarding、Life guarding和Heartbeat -支持诊断LED功能

虹科CANopen协议栈

HongKe CCANopen Protocol Stack

虹科CANopen协议栈方案是CiA301兼容的CANopen主从站源代码，提供多实例支持，以实施不同的逻辑CANopen设备用于单个物理硬件平台，能够让用户快速且标准兼容地开发全功能CANopen主站或从站设备，包括NMT主站（网络管理）、LSS主站（层设置服务）或SDO客户端。

简单直接的、事件导向的发信号至应用层实现高等性能。虹科CANopen源代码可轻松集成到操作系统。精确定义的和精心设计的API可轻松使用CANopen服务，无需深入到程序执行的细节。许多例程、目标特定示范工程和全面的文档将协助你一步一步完成开发。

/ 总结 /

Conclusion

CANopen协议的应用前景十分广阔，针对CANopen设备的开发需求，虹科可提供协议栈、芯片、嵌入式通讯模块解决方案，帮助用户快速、便捷地开发CANopen设备，节省开发时间和成本。

虹科在工业总线通讯领域的行业经验超过15年，为客户提供CAN/CAN FD、EtherCAT、PROFINET、PROFIBUS、CC-Link、CANopen、TSN等协议的软硬件方案，产品类型包括板卡、网关、IO模块、协议抓包诊断工具、协议栈源代码等。欢迎联系虹科了解更多信息！

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