# CANopen从站使用指南

## 概述

本实现基于创芯科技CAN卡底层库(`CanLibraryClass`)构建了一个完整的CANopen从站，支持：
- ✅ NMT状态机管理（初始化→预操作→运行→停止）
- ✅ SDO服务数据对象（读写对象字典）
- ✅ PDO过程数据对象（TPDO发送/RPDO接收）
- ✅ 心跳机制（Heartbeat）
- ✅ SYNC同步对象
- ✅ EDS配置文件生成（用于PLC识别）

## 文件结构

```
CanTest/
├── CanOpenManager.cs          # CANopen协议管理器（主站功能）
├── CanOpenSlave.cs            # CANopen从站核心类 ⭐
├── ObjectDictionary.cs        # 对象字典管理器 ⭐
├── EdsFileGenerator.cs        # EDS文件生成器 ⭐
└── Program.cs                 # 使用示例
```

## 快速开始

### 1. 创建从站实例

```csharp
using CCDCount.DLL.CanBus;

// 创建节点ID为5的从站
byte nodeId = 5;
CanOpenSlave slave = new CanOpenSlave(
    nodeId: 5,              // 节点ID (1-127)
    deviceType: 4,          // USBCAN2
    deviceIndex: 0,         // 设备索引
    canIndex: 0             // CAN通道
);
```

### 2. 初始化并启动

```csharp
// 初始化（波特率500kbps）
if (!slave.Initialize(CanBaudRate.BaudRate_500K))
{
    Console.WriteLine("初始化失败");
    return;
}

// 配置PDO
slave.ConfigureTpdo(1, enabled: true, transmissionType: 0xFF); // TPDO1事件驱动
slave.ConfigureRpdo(1, enabled: true);                          // RPDO1启用

// 设置心跳时间（1000ms）
slave.SetHeartbeatTime(1000);

// 启动从站
slave.Start();
```

### 3. 读写数据

```csharp
// 写入对象字典
slave.SetObjectValue(0x6000, 0x01, (byte)0xAA);  // 数字输入
slave.SetObjectValue(0x6400, 0x01, (ushort)1234); // 模拟输入

// 读取对象字典
var value = slave.GetObjectValue(0x6200, 0x01);  // 读取数字输出
```

### 4. 发送TPDO

```csharp
// 发送TPDO1（自动从对象字典打包数据）
slave.SendTpdo(1);
```

### 5. 生成EDS文件

```csharp
// 生成EDS配置文件（供PLC导入）
string edsPath = "CanOpenSlave_Node5.eds";
slave.GenerateEdsFile(edsPath);
```

### 6. 停止并释放

```csharp
slave.Stop();
slave.Dispose();
```

## 完整示例

参见 `Program.cs` 中的 `RunCanOpenSlave()` 方法。

## 对象字典说明

### 标准对象（自动初始化）

| 索引 | 名称 | 类型 | 访问 | 说明 |
|------|------|------|------|------|
| 0x1000 | Device Type | UINT32 | RO | 设备类型 |
| 0x1001 | Error Register | UINT8 | RO | 错误寄存器 |
| 0x1008 | Device Name | STRING | RO | 设备名称 |
| 0x1017 | Heartbeat Time | UINT16 | RW | 心跳时间(ms) |
| 0x1018 | Identity | RECORD | RO | 身份对象 |

### PDO通信参数

| 索引范围 | 名称 | 说明 |
|----------|------|------|
| 0x1400-0x1403 | RPDO1-4 Communication | RPDO通信参数 |
| 0x1800-0x1803 | TPDO1-4 Communication | TPDO通信参数 |

### PDO映射参数

| 索引范围 | 名称 | 说明 |
|----------|------|------|
| 0x1600-0x1603 | RPDO1-4 Mapping | RPDO映射参数 |
| 0x1A00-0x1A03 | TPDO1-4 Mapping | TPDO映射参数 |

### 制造商特定对象（示例）

| 索引 | 名称 | 类型 | 访问 | 说明 |
|------|------|------|------|------|
| 0x6000 | Digital Input | UINT8[8] | RO | 数字输入（8位） |
| 0x6200 | Digital Output | UINT8[8] | RW | 数字输出（8位） |
| 0x6400 | Analog Input | UINT16[4] | RO | 模拟输入（4通道） |
| 0x6410 | Analog Output | UINT16[2] | RW | 模拟输出（2通道） |

## PLC配置步骤

### 步骤1：生成EDS文件

```csharp
slave.GenerateEdsFile("MyDevice.eds");
```

### 步骤2：在PLC中导入EDS

以**西门子S7-1200/1500**为例：

1. 打开 TIA Portal
2. 进入"硬件配置" → "PROFINET/CANopen"
3. 右键"CANopen主站" → "导入GSD/EDS文件"
4. 选择生成的 `.eds` 文件
5. 将设备拖放到网络拓扑中
6. 设置节点ID（与代码中一致）
7. 配置PDO映射关系

### 步骤3：配置PDO映射

在PLC中配置PDO映射时，需要指定：

**TPDO映射示例（从站到PLC）：**
```
TPDO1 映射:
  - 0x6000:01 (Digital Input Bit 0) - 8位
  - 0x6400:01 (Analog Input Ch1) - 16位
```

**RPDO映射示例（PLC到从站）：**
```
RPDO1 映射:
  - 0x6200:01 (Digital Output Bit 0) - 8位
  - 0x6410:01 (Analog Output Ch1) - 16位
```

### 步骤4：下载并运行

1. 编译PLC程序
2. 下载到PLC
3. 启动PLC（会自动发送NMT启动命令）
4. 从站进入Operational状态
5. 开始周期性PDO通信

## NMT状态机

```
Initializing ──→ PreOperational ──→ Operational
     ↑                ↑                   │
     │                │                   │
     └──── Reset ─────┘                   │
                                          ↓
                                     Stopped
```

### 状态转换命令

| 命令码 | 功能 | 说明 |
|--------|------|------|
| 0x01 | Start Node | 预操作/停止 → 运行 |
| 0x02 | Stop Node | 运行 → 停止 |
| 0x80 | Enter PreOperational | 任何状态 → 预操作 |
| 0x81 | Reset Node | 任何状态 → 初始化 → 预操作 |
| 0x82 | Reset Communication | 任何状态 → 预操作 |

## 常见问题

### Q1: 从站无法被PLC识别？

**检查清单：**
- [ ] CAN波特率是否与PLC一致？
- [ ] 节点ID是否正确配置？
- [ ] EDS文件是否正确导入PLC？
- [ ] CAN总线接线是否正确（CAN_H/CAN_L）？
- [ ] 终端电阻是否已安装（120Ω）？

### Q2: PDO通信无数据？

**排查步骤：**
1. 确认从站处于 **Operational** 状态
2. 检查PDO是否已启用：`ConfigureTpdo(1, true)`
3. 验证PDO映射配置是否正确
4. 使用CAN分析仪抓包验证COB-ID

### Q3: 如何修改对象字典？

```csharp
// 添加自定义对象
slave.SetObjectValue(0x2000, 0x00, (byte)0x12);

// 注意：需要在EDS生成前添加，否则EDS中不会包含
```

### Q4: 心跳超时如何处理？

PLC会监测心跳报文，如果超时：
- 检查 `SetHeartbeatTime()` 设置值
- 确认从站未进入 Stopped 状态
- 验证CAN总线通信正常

## 技术细节

### COB-ID分配

| 功能 | COB-ID计算公式 | 示例(节点5) |
|------|----------------|-------------|
| NMT | 0x000 | 0x000 |
| SYNC | 0x080 | 0x080 |
| EMCY | 0x080 + NodeID | 0x085 |
| SDO请求 | 0x600 + NodeID | 0x605 |
| SDO响应 | 0x580 + NodeID | 0x585 |
| TPDO1 | 0x180 + NodeID | 0x185 |
| TPDO2 | 0x280 + NodeID | 0x285 |
| RPDO1 | 0x200 + NodeID | 0x205 |
| RPDO2 | 0x300 + NodeID | 0x305 |
| Heartbeat | 0x700 + NodeID | 0x705 |

### 传输类型（Transmission Type）

| 值 | 含义 |
|----|------|
| 0 | SYNC同步触发（每个SYNC发送） |
| 1-240 | SYNC同步触发（每N个SYNC发送） |
| 252 | RTR远程请求触发 |
| 253 | 事件驱动+定时器 |
| 254 | 事件驱动 |
| 255 | 制造商特定 |

## 依赖项

- .NET Framework 4.8
- 创芯科技CAN卡驱动 (`controlcan.dll`)
- CanLibraryClass.cs（底层CAN API）

## 许可证

本项目仅供学习和测试使用。

## 联系方式

如有问题，请查阅：
1. CANopen标准协议 CiA 301
2. 创芯科技CAN卡开发手册
3. PLC厂商的CANopen主站配置指南