针对伺服电机远程控制的创新方案：三种现场总线技术中的CANopen神通广，如何在智能化蓝图中赋能伺服电机？

引言

面对伺服电机远程控制中接线复杂、控制单一、可靠性不高等挑战，我们提出了一种基于CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。我们深入分析了CANopen协议的对象字典和报文格式，并详细介绍了其伺服控制状态机各步骤转换，以及实现PP、PV、HM三种模式下CANopen协议报文设置。

利用CAN卡和伺服驱动设备以及PC机构，我们建立了实验平台。在上位机界面通过报文设置，成功实现了基于CANopen协议的伺服电机的PP、PV、HM三种模式控制。实验结果显示，该方法简洁易操作，通讯数据快速可靠，用户可以通过上位机监控伺服电机。

系统总体架构

整个系统由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器和伺服驱动设备构成。系统采用DS301与DSP402两大部分进行设计，其中DS301负责通信管理，而DSP402则专注于运动控制功能。

CANopen伺服控制原理

1） CANopen通讯设备模型

在这项工作中，我们将重点关注的是使用对象字典来描述不同类型设备之间互相作用的一套规则。这包括通信单元（NMT）、应用过程（PDO/SDO）等多个部分，每个部分都有其独特功能，如NMT用于网络管理，PDO/SDO用于数据传输。

2） 服务过程与同步

SDO (Service Data Object) - 这是一个主要用来配置从站并获取它们对象字典信息。

PDO (Process Data Object) - 用于高速数据传输。

NMT (Network Management) - 主要是用来管理网络上的主从站关系及状态。

3） 状态转换

每次启动时，从站都会进入一个初始化阶段，然后根据收到的命令进行状态转换。在这个过程中，它们会不断地检查自己的运行情况，并根据这些信息决定下一步该做什么。如果遇到任何问题，它们会立即停止并发出警告信号。

系统软硬件实现

1） 硬件搭建

本设计采用USBCAN适配器连接至PC，同时又连接到了具有DSP芯片的小型微处理器，这样的结构使得它既可以作为主控，也可以作为从控装置。硬件搭建完成后，我们还需要确保所有必要的参数都已经被正确配置好，以便能够正常运行我们的程序。

2） 软件设计

软件方面，则涉及到两个关键组成部分：闭环调节程序与通信管理程序。首先必须初始化所有所需变量，使全局中断使能，并读取来自编码器和霍尔传感器的反馈信号以确定初始角度位置。此外，还需要初始化通讯参数，比如节点地址以及波特率等，以便开始实际通信工作。此外，还有一些预定义映射任务需要完成，以确保一切按照计划顺利进行。一旦准备就绪，就可以进入正式通信处理流程了。

3） 报文设置与验证

为了测试我们的系统是否有效，我们创建了一系列标准化消息列表，这些消息包含着各种不同的命令，如目标位置值或速度值等。当这些值被发送给从站时，从站在接收到后，将会依照指令改变自身状态或者执行相应操作直至达到设定条件为止。而对于监测界面来说，则主要负责展示当前正在执行哪些操作，以及这些操作是否按预期进行，可以说是一道金钥匙打开知识宝库的大门，让人能够轻松掌握整个系统运作的情况。