1 引言
    传感器设备是工业自动化、仪器仪表及其他生产活动中使用最广泛的设备之一。使用传感器也是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。早期传感器设备都是直接与控制器进行连接，并且各个传感器设备之间无法进行通信。在一个庞大的控制系统中，可能拥有各种各样的传感器设备，采用传统的点对点通信方式，会导致整个系统布线复杂、运行效率低、维护成本高。CAN总线的推出使得系统布线得到最大程度的改善，基于CAN总线应用层的CANopen协议不仅改变了设备与控制系统之间的通信方式，更增加了设备级的诊断功能。CANopen设备子协议CiA DSP410将倾角传感器描述为标准CANopen设备，为倾角传感器定义了一系列的规范。
    本期文章将介绍如何利用XGate-COP10模块设计倾角传感器的CANopen从站接口。
2 XGate-COP10简介
    XGate-COP10是一款CANopen从站协议转换模块，内部集成了CANopen从站协议栈，遵循CiA DS301 V4.02进行设计，其内部集成了网络管理（NMT）、服务数据（SDO）、过程数据（PDO）、错误管理等功能。同时也遵循了DS303-3指示灯以及DS305层设置（LSS）等相关协议，使模块功能更强大。所有的功能均通过CiA提供的一致性测试软件的测试，保证了与其他CANopen设备良好的兼容性。
    XGate-COP10为DIP24封装，拥有较小的占位面积（6 cm2），非常容易集成到用户设备中，其外观如图1所示。

3 倾角传感器CANopen接口硬件设计
    XGate-COP10硬件设计框图如图2所示。
    传感器控制板的MCU与XGate-COP10通过串口(TTL电平)进行连接；用户可以使用MCU的一个I/O口连接到XGate-COP10的复位引脚(/RST)实现对模块的复位控制。某些情况下还需要把XGate-COP10中断信号输出引脚连接到MCU的中断输入引脚，以便及时地处理RPDO数据。MCU只需预留1路串口、1路中断输入和1个I/O口即可。由于XGate-COP10内部未集成CAN收发器，推荐使用带隔离的CAN收发器模块CTM8251T。XGate-COP10采用标准的CANopen协议，可以使用外接DIP开关来设置设备的节点地址和波特率，以及外接LED指示灯来指示当前模块的CANopen状态。
4 倾角传感器参数资源分配
    对于实时数据，XGate-COP10有96 B的输入存储区和96 B的输出存储区供用户使用，这些存储区可以用于传感器与其他CANopen设备之间交换各项实时参数。
    对于非实时数据，XGate-COP10提供了直接访问对象字典的串口命令，用户可以通过该命令对模块的对象字典进行读写，实现传感器MCU对CANopen网络非实时参数的访问。
    这样，CANopen主站设备或其他设备和传感器的之间通信就变得十分方便。
    (1)资源分配
    传感器相关参数在XGate-COP10存储区的分配情况如表1所示，用户只需要把测量出来的角度值写入到对应的数据输入存储区，XGate-COP10就会按照CANopen协议的定义对数据进行解析处理并通过TPDO发送到CAN总线上。

    (2)实时数据传输配置
    XGate-COP10中PDO数据可映射到数据存储区的任意输入输出数据存储区，其数据映射示例如表2所示。

5 倾角传感器MCU对XGate-COP10的操作
    XGate-COP10提供了一个串口与传感器MCU进行连接。为了方便用户快速可靠地实现模块与MCU通信，广州致远电子有限公司提供了XGate-COP10串口协议的驱动源码。用户可将实时更新的传感器数据写入输入缓冲区，XGate-COP10自动发送至主站或者是其他从站设备。用户程序软件操作流程示例如图3所示。

6 结语
    经过以上步骤，我们快速地实现了倾角传感器的CANopen接口，并能与其他CANopen设备进行通信。XGate-COP10的出现，使开发者不再为开发CANopen协议栈而苦恼，大大缩短了开发周期。相信在XGate-COP10的帮助下，开发者能获得更大的成功。
    广州致远电子有限公司提供各种接口的CANopen接口卡、CANopen终端设备(包括数据采集，电机控制等)、CANopen分析仪、网关及网桥、OPC服务器以及基于CANopen协议的整套组网方案及应用开发。