学习CANopen --- [2] PythonCANopen简单用法

本文主要讲述如何在Linux下使用python进行简单的CANopen通信，使用了一个叫CANopen for Python的库，地址是https://github.com/christiansandberg/canopen

该库作者还写了相关的教程，地址是https://canopen.readthedocs.io/en/latest/，可以直接去看这个教程，只是这个教程是英文的，不过也不难。

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一 安装CANopen for Python

要求python版本是2.7或者3.4以上，推荐使用3.4以上的版本。这里使用virtualenv去安装这个库（也可以直接使用pip3去安装，即pip3 install canopen），所以先安装virtualenv，

pip3 install virtualenv

如果速度太慢，可以指定国内镜像去安装，

pip3 install virtualenv -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

安装好之后，我们创建一个目录叫pythonCANopen，然后进入这个目录执行virtualenv venv，

OK之后，使用下面命令去**这个虚拟环境，

source venv/bin/activate

这样在目录左侧就会有个venv符号，

如果想退出虚拟环境，只要输入deactivate命令就可以了，

使用virtualenv的最大好处就是可以隔离工程应用之间的互相干扰，在虚拟环境下下载的库都只会存放在工程目录下，非常方便。

最后，输入下面命令去安装canopen，也就是本文使用的库，

pip3 install canopen

目前，该库已实现如下功能，对于我们学习CANopen已经足够了。

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二 创建虚拟CAN设备

操作方式和上一篇文章中是一样的，虚拟CAN设备的名字叫vcan0，类型是socketCAN

$ sudo modprobe vcan
$ sudo ip link add dev vcan0 type vcan
$ sudo ip link set up vcan0

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三 编写Python代码

因为需要一个master和一个slave，所以需要2份代码

master.py

import time
import canopen

# 创建一个网络用来表示CAN总线
network = canopen.Network()

# 添加slave节点，其id是6，对象字典为CANopenSocket.eds
node = canopen.RemoteNode(6, 'CANopenSocket.eds')
network.add_node(node)

# 连接到CAN总线
network.connect(bustype='socketcan', channel='vcan0')

# 把slave从INITIALISING设置为PRE-OPERATIONAL状态
node.nmt.state = 'PRE-OPERATIONAL'

# 等待3s
time.sleep(3)

# 把slave从PRE-OPERATIONAL设置为OPERATIONAL状态
node.nmt.state = 'OPERATIONAL'

# 等待5s
time.sleep(5)

# 把slave的心跳报文时间改为5s
node.sdo['Producer heartbeat time'].raw = 5000

slave.py

import signal
import canopen


running = True

def sigint_handler(signum, frame):
	global running
	print('')
	running = False
	exit(0)

# 处理按键发送的信号，优雅的关闭程序
signal.signal(signal.SIGINT,  sigint_handler)
signal.signal(signal.SIGHUP,  sigint_handler)
signal.signal(signal.SIGTERM, sigint_handler)

# 创建一个网络用来表示CAN总线
network = canopen.Network()

# 连接到CAN总线
network.connect(bustype='socketcan', channel='vcan0')

# 创建slave节点，其id是6，对象字典为CANopenSocket.eds
node = network.create_node(6, 'CANopenSocket.eds')

# 向CAN总线上发送启动消息
node.nmt.send_command(0)

# 发送心跳报文，每隔1s发送一次
node.nmt.start_heartbeat(1000) # 1000ms


# 循环
while running:
	pass

运行

代码中需要eds文件，即CANopenSocket.eds，点击这里下载，提取码wi2y，本人上传到百度云了。也可以到这个地址上去复制保存一下就行了。

最后整体工程结构如下，

先开一个terminal运行candump -t d vcan0，

然后新开一个terminal运行slave.py，

此时可以在candump终端下可以看到心跳报文，1s一次

此时slave的状态是INITIALISING

最后新开一个terminal，运行master

报文变化如下，最左一列显示报文间的时间间隔，

报文解析：

1. 第一个红线标记处是master发送NMT命令去把slave状态从INITIALISING变成PRE-OPERATIONAL
2. 第二个红线标记处是master发送NMT命令去把slave状态从PRE-OPERATIONAL变成OPERATIONAL
3. 第三个红线标记处是master发送SDO报文去修改slave的心跳报文时间间隔，改为5000ms
4. 第四个红线标记处是slave对master的SDO应答，表示修改成功，没有错误

下图是状态转换的状态机，详细资料可以去查看CANopen DS301的文档

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四 总结

本文主要讲述如何使用python去进行CANopen通信，使用库CANopen for Python，这个库最大的好处就是可以自己解析eds或dcf文件，非常方便。后续也会使用这个库进行讲解CANopen

本系列的第一篇文章讲述了如何使用库CANopenSocket去进行CANopen通信，但是这个库不支持解析eds文件，需要使用第三方工具去把eds文件转为C代码，然后集成到整体代码里来，这样就会比较麻烦。

如果有写的不对的地方，希望能留言指正，谢谢阅读。