CANopen 是一个基于 CAN（控制局域网）串行总线系统和 CAL（CAN 应用层）的高层协议。CANopen 通讯协议 CiA DS-301 包括周期和事件驱动型通讯，不仅能够将总线负载减少到最低限度，而且还能确保极短的反应时间。它可以在较低的波特率下实现较高的通讯性能，从而减少了电磁兼容性问题，并降低了电缆成本。

CANopen 所用的物理介质是符合 ISO 11898 标准，采用分驱动机制和公共反馈的双线总线。总线的最大长度取决于通讯速度，具体规定如下：

 

从理论上来说，最多可以有 127 个节点。不过，在实际应用中，最大节点数量取决于所用 CAN 收发器的性能。CAN 总线线路必须用在 CAN-L 和 CAN-H 线之间每端连接的 120 欧姆（1%，1/4W）电阻来终接，如下所示。

 

总线电缆选用有两对双绞线的带屏蔽层电缆：一对双绞线分别接 CAN-L 和 CAN-H，另外一对双绞线直接接GND。

CANopen 的核心概念是设备对象字典（OD：Object Dictionary），在其它现场总线（Profibus，Interbus-S）系统中也使用这种设备描述形式。CANopen 通讯通过对象字典（OD）能够访问设备的所有参数。

CAN 标识符分配表

 

注意：

1、 PDO/SDO 的发送/接受是由（slave）CAN 节点观察的。

2、 一般的器件的 CANopen 支持 4 个发送 PDO，4 个接受 PDO。

服务数据对象SDO

SDO 用来访问一个设备的对象字典。访问者被称作客户 (client)，对象字典被访问且提供所请求服务的 CANopen 设备被称作服务器(server)。客户的 CAN 报文和服务器的应答 CAN 报文总是包含 8 字节数据（尽管不是所有的数据字节都一定有意义）。一个客户的请求一定有来自服务器的应答。

过程数据对象 PDO

PDO 用来传输实时数据， 数据从一个生产者传到一个或多个消费者。数据传送限制在 1 到 8 个字节。PDO 通讯没有协议约束（意味着数据内容已预先定义），因此消费者可以在很短的时间内处理完接受到的数据。PDO 数据内容只由它的CAN ID 定义，假定生产者和消费者知道这个 PDO 的数据内容。

PDO 消息的内容是预定义的（或者在网络启动时配置的），映射应用对象到 PDO 中是在设备对象字典中描述的。如果设备（生产者和消费者）支持动态映射，那么使用 SDO 报文可以配置 PDO 映射参数。PDO映射必须遵守以下 2 个规则：

1、 每个 PDO 最多可映射 4 个对象；

2、 每个 PDO 的长度必须不超过 64 位。

PDO 映射流程：

1、 设置 PDO 对应映射参数（如 1600 h或 1A00 h）子索引 0 的内容为 0；

2、 修改 PDO 对应映射参数（如 1600 h或 1A00 h）子索引 1~4 的内容，映射数据；

3、 设置 PDO 对应映射参数（如 1600 h或 1A00 h）子索引 0 的内容为合法的数字（该 PDO 映射的对象数）。

4、 PDO 映射完成。

SYNC 报文

同步对象用于控制数据在网络设备间的同步传输，例如同步启动多个轴。同步报文的传输是基于生产者—消费者模型的，所有支持同步 PDO 的节点都可以作为消费者（同时）接收到此报文，并使用该对象与其他节点进行同步。

一般应用方式为 SYNC 主节点定时发送 SYNC 对象，SYNC 从节点收到后同步执行任务。

CANopen建议用一个最高优先级的COB-ID以保证同步信号正常传送。SYNC报文可以不传送数据以使报文尽可能短。

Emergency 报文

设备发生报警时，CANopen 会启动一条 Emergency 报文，告知消费者当前设备类型以及错误代码。