CanFestival是一个免费而且开源的CANopen协议栈,较为适合于对CANopen协议栈功能完备性和工作性能要求不高的应用场合。对于功能和性能要求较高的应用,也有很多第三方的商用CANopen协议栈可供购买使用。目前,CanFestival在嵌入式控制(PLC、单片机、ARM等)领域中使用较多。
本文讲解了CanFestival库的基本架构和原理,针对ZYNQ平台详细介绍了裸机移植的原理和过程。最后通过测试实例,介绍了CanFestival中主要常用功能及相关API函数的使用方法。
2 CanFestival
2.1 CanFestival介绍
CanFestival能够运行于多种类型的平台。其源代码基于ANSI-C编写,驱动和例程的编译情况仅取决于具体的编译工具。在目前最新的版本中,提供了适用于多种硬件平台的底层驱动。此外,CanFestival可以在任意类Unix系统下编译和运行,如Linux和FreeBSD。
CanFestival协议功能完整,完全符合CANopen标准。CanFestival完全支持2002年2月发布的CIA DS-301 V4.02标准,并支持CiA DS302中的简明DFC协议和DS305规范。
此外,CanFestival为开发者提供了许多工具,以提高开发的便利性。例如,用于生成节点对象字典源代码的对象字典编辑器,以及便于开发者自由配置编译选项的配置脚本。
CanFestival库所支持的CANopen协议栈功能包括:
2.2 源代码获取
CanFestival开源库网址为:https://canfestival.org/index.html.en,
源码下载地址:https://canfestival.org/code.html.en,
其中官方主分支:https://hg.beremiz.org/。
另一个非官方分支则由后续的人在此基础之上不断更新完善:https://bitbucket.org/Mongo/canfestival-3-asc。
2.3 源代码概述
通过上述地址所下载的CanFestival的源码解压后的目录如下表所示:
路径 |
说明 |
./src |
与处理器无关的CANopen协议栈C源码 |
./include |
CANopen协议栈C源码对应的头文件,以及针对不同处理器或操作系统移植时所需要的头文件 |
./drivers |
针对不同处理器或操作系统的移植时的底层驱动(timer和CAN接口) |
./example |
CanFestival移植到不同处理器或操作系统的实例程序 |
./objdictgen |
使用python编写的图形化对象字典编辑工具,用于为基于CanFestival的具体应用设计相应的对象字典 |
./doc |
说明文档 |
2.3.1 CANopen协议栈
./src中包含了CANopen协议栈实现的源代码,如下图所示。
包括时间调度管理(timer.c),节点管理(对象字典访问objacces.c、状态机state.c),CANopen协议(服务数据对象sdo.c、过程数据对象pdo.c、同步对象sync.c、紧急事件emcy.c、心跳及节点守护lifegrd.c、自动波特率对象lss.c、网络管理nmtMaster.c和nmtSlave.c、设备配置文件dcf.c)等。
./include中包含了与./src 中相对应CANopen协议栈源文件的头文件,如下图所示。
上述的./src和./include中的文件在移植时不需要作修改。
上述的源文件和头文件的对应关系及功能描述如下表所示:
./src源文件 |
./include头文件 |
功能说明 |
备注 |
dcf.c |
dcf.h |
实现CANopen设备配置文件DCF访问机制 |
一般不需要使用 |
emcy.c |
emcy.h |
实现紧急报文协议 |
|
lifegrd.c |
lifegrd.h |
实现心跳报文、节点守护通信协议 |
|
lss.c |
lss.h |
实现LSS底层配置协议 |
用于设置节点号和波特率,一般不需要使用 |
nmtMaster.c |
nmtMaster.h |
实现主站NMT网络管理通信机制 |
|
nmtSlave.c |
nmtSlave.h |
实现从站NMT网络管理通信机制 |
|
objacces.c |
objacces.h |
实现对象字典访问 |
|
pdo.c |
pdo.h |
实现PDO通信协议 |
|
sdo.c |
sdo.h |
实现SDO通信协议 |
|
states.c |
states.h |
实现CANopen节点状态切换和调度 |
|
sync.c |
sync.h |
实现同步报文通信协议 |
|
timer.c |
timer.h |
实现CANopen协议所涉及的所有定时器的调度和管理 |
|
symbols.c |
linux系统导出各函数 |
只用于linux |
|
data.h |
定义了协议栈工作时所使用的数据结构 |
||
def.h |
定义与CANopen协议相关的宏定义 |
||
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