基于CANOpen协议驱动直流无刷减速电机

1.硬件连接

硬件连接没什么复杂的，就连接对应的线即可，下面是我画的一个简单的电气连接图

2.上位机配置

上位机主要配置驱动器节点ID，波特率，心跳，CAN驱动。我用的是科亚的上位机和蓝玖的电机。使用上位机时，使用232转USB模块连接电脑，配置好波特率后即可用串口连接。当配置好一系列参数时就可以用串口把这些配置保存进驱动器了。

3.初始化

我这里用的MCU是STM32F407，下面先直接贴上我的初始化代码：

void CAN2_Mode_Init(uint8_t tsjw,uint8_t tbs2,uint8_t tbs1,uint16_t brp,uint8_t mode)
{GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStructure; CAN_InitTypeDef         CAN_InitStructure;CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;NVIC_InitTypeDef        NVIC_InitStructure;CAN_DeInit(CAN2);CAN_StructInit(&CAN_InitStructure);//使能相关时钟RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能PORTB时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1|RCC_APB1Periph_CAN2, ENABLE);//使能CAN1和CAN2时钟//初始化GPIOGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12| GPIO_Pin_13;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化PB12，PB13//引脚复用映射配置GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_CAN2); //GPIOB12复用为CAN2GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_CAN2); //GPIOB13复用为CAN2//CAN单元设置CAN_InitStructure.CAN_TTCM=DISABLE; //非时间触发通信模式CAN_InitStructure.CAN_ABOM=ENABLE;  //启用软件自动离线管理CAN_InitStructure.CAN_AWUM=DISABLE;    //睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位)CAN_InitStructure.CAN_NART=ENABLE;   //禁止报文自动传送CAN_InitStructure.CAN_RFLM=DISABLE;  //报文不锁定,新的覆盖旧的CAN_InitStructure.CAN_TXFP=DISABLE;  //优先级由报文标识符决定CAN_InitStructure.CAN_Mode= mode;//模式设置CAN_InitStructure.CAN_SJW=tsjw;   //重新同步跳跃宽度(Tsjw)为tsjw+1个时间单位 CAN_SJW_1tq~CAN_SJW_4tqCAN_InitStructure.CAN_BS1=tbs1; //Tbs1范围CAN_BS1_1tq ~CAN_BS1_16tqCAN_InitStructure.CAN_BS2=tbs2;//Tbs2范围CAN_BS2_1tq ~    CAN_BS2_8tqCAN_InitStructure.CAN_Prescaler=brp;  //分频系数(Fdiv)为brp+1CAN_Init(CAN2, &CAN_InitStructure);// 初始化CAN2//配置过滤器CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=15;//过滤器15CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit;//32位CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh=0x0000;32位IDCAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh=0x0000;//32位MASKCAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow=0x0000;CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment=CAN_Filter_FIFO0;//过滤器0关联到FIFO0CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation=ENABLE; //激活过滤器0CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);//滤波器初始化CAN_ITConfig(CAN2,CAN_IT_FMP0,ENABLE);//FIFO0消息挂号中断允许   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = CAN2_RX0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;// 主优先级为3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;// 次优先级为3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

主函数对CAN初始化的时候直接调用这个函数即可，传入的参数决定了CAN的波特率。由于我用的MCU是f407,其CAN时钟频率为42MHZ，所以公式即为42M/(tsjw+1+tbs2+1+tbs1+1)*brp

我用的电机仅支持波特率250K，所以我的初始化调用是这样写的：

CAN2_Mode_Init(CAN_SJW_1tq, CAN_BS1_7tq, CAN_BS2_6tq, 12, CAN_Mode_Normal);//配置并启动CAN接口  250k波特率=42M/(1+7+6)*12

对了，还可以开启CAN接收中断，这样就可以接收到电机的心跳包和回复包了，但若要进接收中断就必须先开启CAN 1的时钟，再开启CAN2时钟，还必须将过滤器设置在14-27之间

//CAN2_RX0中断服务函数
void CAN2_RX0_IRQHandler(void)
{CAN_Receive(CAN2, 0, &CAN2RxMessage);//将CANFIFO中收到的数据储存到“CAN2RxMessage”变量中CAN2_rx_flag = FLAG_OK;//标志位置位//    printf("can2irq\r\n");
}

我这个电机初始化完了还需要发送一条使能指令：

void Servo_can_enable_test(void)
{uint8_t post_can2;CAN2TxMsg.ExtId = 0x00000601;//CANOpen协议，正常通信包，主机发送ID为：0x600 + 目标设备idCAN2TxMsg.DLC = 4;CAN2TxMsg.IDE = CAN_ID_EXT;// 使用扩展标识符CAN2TxMsg.RTR=0;// 消息类型为数据帧，一帧8位CAN2TxMsg.Data[0] = 0x23;CAN2TxMsg.Data[1] = 0x0D;//索引的低8位（LSB）0x00CAN2TxMsg.Data[2] = 0x20;//索引的高8位（MSB） 0x20CAN2TxMsg.Data[3] = 0x01;//子索引 0x01post_can2=CAN_Transmit(CANOPEN_PORT, &CAN2TxMsg);}

直接在初始化完了之后调用一次就行，为啥要发这几个字节呢，因为厂家文档写的，具体情况具体讨论，有可能你的电机配置与我不同，这就需要你仔细发现问题了

使能之后就可以发送扩展帧数据驱动电机旋转了，比如我要让电机以100的速度旋转，我是这样写的：

void Servo_speed_tx_test(void)
{
//  uint8_t post_can1,i;uint8_t post_can1;CAN2TxMsg.ExtId = 0x00000601;//CANOpen协议，正常通信包，主机发送ID为：0x600 + 目标设备idCAN2TxMsg.DLC = 8;CAN2TxMsg.IDE = CAN_ID_EXT;// 使用扩展标识符CAN2TxMsg.RTR=0;// 消息类型为数据帧，一帧8位CAN2TxMsg.Data[0] = 0x23;CAN2TxMsg.Data[1] = 0x00;//索引的低8位（LSB）0x00CAN2TxMsg.Data[2] = 0x20;//索引的高8位（MSB） 0x20CAN2TxMsg.Data[3] = 0x01;//子索引 0x01CAN2TxMsg.Data[4] = 0x64;//(0x00FF&speed_data)CAN2TxMsg.Data[5] = 0x00;//(0xFF00&speed_data)>>8CAN2TxMsg.Data[6] = 0x00;CAN2TxMsg.Data[7] = 0x00;post_can1=CAN_Transmit(CANOPEN_PORT, &CAN2TxMsg);printf("post_can1:%d\r\n",post_can1);}

直接在while(1)中调用即可，但调用的时候必须加延时，如果不加延时就会导致数据发送过快，邮箱一直被占用，这样也是驱动不了电机的。但如果你需要频繁地改动速度，不可能每次都计算好速度高低位再写入，这样太麻烦了。我们需要直接填入速度值，然后再在函数内部自动计算高低位并填入指令中发送出去。我是这样写的

//CANOpen读取或写入从设备的寄存器
int8_t CAN_OPEN_Read_Or_Write_Driver_Reg(   uint8_t dev_addr,uint16_t index,uint8_t subindex,uint8_t *data,uint8_t len,uint8_t wr_state)
{uint8_t i;CAN2TxMsg.ExtId = 0x600 + dev_addr;//CANOpen协议，正常通信包，主机发送ID为：0x600 + 目标设备idCAN2TxMsg.DLC = 8;CAN2TxMsg.IDE = CAN_ID_EXT;// 使用扩展标识符CAN2TxMsg.RTR=0;// 消息类型为数据帧，一帧8位CAN2TxMsg.Data[1] = index & 0xFF;//索引的低8位（LSB）0x00CAN2TxMsg.Data[2] = (index >> 8) & 0xFF;//索引的高8位（MSB） 0x20CAN2TxMsg.Data[3] = subindex;//子索引 0x01//CAN发送状态为：写寄存器if(wr_state == CAN_OPEN_REG_WRITE){//不同的数据长度，data[0]的值不同if(len == 1){CAN2TxMsg.Data[0] = 0x2F;}else if(len == 2){CAN2TxMsg.Data[0] = 0x2B;}else if(len == 4){CAN2TxMsg.Data[0] = 0x23;}else{return CAN_OPEN_WRONG_LENGTH;}//将数据写入待发送的变量中for (i = 4 ; i < 4+len ; i++){CAN2TxMsg.Data[i] = data[i-4];}for (i = 4+len ; i < 8 ; i++){CAN2TxMsg.Data[i] = 0;}}else if(wr_state == CAN_OPEN_REG_READ)//CAN发送状态为：读寄存器{CAN2TxMsg.Data[0] = (2 << 5);//由于读寄存器一般不需要带参数，所以数据长度data[0]一般为0X40（即：2 << 5）for (i = 4 ; i < 8 ; i++){CAN2TxMsg.Data[i] = 0;}}CAN2_Receive_Flag_Init();//为了保险，将CAN接收数据的标志位重置，以免将CAN发送之前收到的CAN数据错误地当成了其对应地应答CAN_Transmit(CANOPEN_PORT, &CAN2TxMsg);return CAN_OPEN_SUCCESS ;
}

然后，再调用即可

int32_t speed1_test=50;
CAN_OPEN_Read_Or_Write_Driver_Reg(SERVO_ID, 0x2000, MOTOR_1_ID, (uint8_t *)&speed1_test, 4,CAN_OPEN_REG_WRITE);

CANOpen协议中还有许多操作也是类似的道理，我这里就不一一介绍了，下面我会贴上我的源代码，供大家参考：CAN扩展帧_电机