1 引言
    測量設(shè)備在日常生活生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，例如常見的溫度濕度計(jì)、電表、汽車儀表等。工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的控制系統(tǒng)中，控制終端根據(jù)各種自動化測量設(shè)備測量出的數(shù)據(jù)對各種現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，這就需要測量設(shè)備具有總線通信接口，以連接到控制網(wǎng)絡(luò)中。CAN總線是測量設(shè)備行業(yè)中流行且應(yīng)用成熟的通信方式，基于CAN總線應(yīng)用層的CANopen協(xié)議對測量設(shè)備做出了“設(shè)備級”的規(guī)范（CiA DS404）。
    本期文章將以壓力測量儀為例介紹如何利用XGate-COP10模塊設(shè)計(jì)測量設(shè)備的CANopen從站接口。
2 XGate-COP10簡介
    XGate-COP10是一款CANopen從站協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，內(nèi)部集成了CANopen從站協(xié)議棧，遵循CiA DS301 V4.02進(jìn)行設(shè)計(jì)，其內(nèi)部集成了網(wǎng)絡(luò)管理(NMT)、服務(wù)數(shù)據(jù)(SDO)、過程數(shù)據(jù)(PDO)、錯誤管理等功能。同時(shí)也遵循了DS303-3指示燈以及DS305層設(shè)置(LSS)等相關(guān)協(xié)議，使模塊功能更強(qiáng)大。所有的功能均通過CiA提供的一致性測試軟件的測試，保證了與其他CANopen設(shè)備良好的兼容性。
    XGate-COP10為DIP24封裝，擁有較小的占位面積(6 cm2)，非常容易集成到用戶設(shè)備中，其外觀如圖1所示。

3 壓力測量儀CANopen接口硬件設(shè)計(jì)
    XGate-COP10硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

    壓力測量儀控制板MCU與XGate-COP10通過串口(TTL電平)進(jìn)行連接。用戶可以使用MCU的一個I/O口連接到XGate-COP10的復(fù)位引腳(/RST)實(shí)現(xiàn)對模塊的復(fù)位控制。MCU只需預(yù)留1路串口，1個I/O口即可。由于XGate-COP10內(nèi)部未集成CAN收發(fā)器，推薦使用帶隔離的CAN收發(fā)器模塊CTM8251T。XGate-COP10采用的是標(biāo)準(zhǔn)的CANopen協(xié)議，可以通過外接DIP開關(guān)來設(shè)置設(shè)備的節(jié)點(diǎn)地址和波特率，并通過外接LED指示燈來指示當(dāng)前模塊的CANopen狀態(tài)。
4 壓力測量儀參數(shù)資源分配
    對于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，XGate-COP10有96 B輸入和96 B輸出存儲區(qū)供用戶使用，這些存儲區(qū)可以用于壓力測量儀與其他CANopen設(shè)備之間交換各項(xiàng)實(shí)時(shí)參數(shù)。
    對于非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，XGate-COP10提供了直接訪問對象字典的串口命令，用戶可以通過該命令對模塊的對象字典進(jìn)行讀寫，實(shí)現(xiàn)壓力測量儀控制板MCU對CANopen網(wǎng)絡(luò)非實(shí)時(shí)參數(shù)的訪問。
    這樣，CANopen主站設(shè)備或其他從站設(shè)備與壓力測量儀之間的通信就變得十分方便。
    (1)資源分配
    壓力測量儀相關(guān)參數(shù)在XGate-COP10存儲區(qū)的分配情況如表1所示，用戶只需要把壓力傳感器測量出的壓力值、超壓或欠壓告警信息寫入到XGate-COP10對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入存儲區(qū)，XGate-COP10就會按照CANopen協(xié)議的定義對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理并通過TPDO發(fā)送到CAN總線上。

    (2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸配置
    XGate-COP10中PDO數(shù)據(jù)可映射到數(shù)據(jù)存儲區(qū)的任意輸入輸出數(shù)據(jù)存儲區(qū)，其數(shù)據(jù)映射示例如表2所示。

5 壓力測量儀控制板MCU對XGate-COP10的操作
    XGate-COP10提供了一個串口與壓力測量儀控制板MCU進(jìn)行連接。為了方便用戶快速可靠地實(shí)現(xiàn)模塊與MCU通信，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司提供了XGate-COP10串口協(xié)議的驅(qū)動源碼。用戶可將實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)寫入輸入緩沖區(qū)，XGate-COP10自動發(fā)送至主站或者是其他從站設(shè)備。用戶程序軟件操作流程示例如圖3所示。

6 結(jié)語
　　經(jīng)過以上步驟，快速地實(shí)現(xiàn)了壓力測量儀的CANopen接口，并能與其他CANopen設(shè)備進(jìn)行通信。XGate-COP10的出現(xiàn)，使開發(fā)者不再為開發(fā)CANopen協(xié)議棧而苦惱，大大縮短了開發(fā)周期。相信在XGate-COP10的幫助下，用戶能獲得更大的成功。
    廣州致遠(yuǎn)電子有限公司提供各種接口的CANopen接口卡、CANopen終端設(shè)備(包括數(shù)據(jù)采集，電機(jī)控制等)、CANopen分析儀、網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)橋、OPC服務(wù)器以及基于CANopen協(xié)議的整套組網(wǎng)方案及應(yīng)用開發(fā)。