一、功能概述
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4068模塊是集成1路標(biāo)準(zhǔn)CANopen接口、8路0-24mA電流輸出的工業(yè)級(jí)CANopen模擬量輸出模塊。采用GCAN-4068模塊，用戶可輸出電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備和CANopen網(wǎng)絡(luò)之間的連接，構(gòu)成CANopen網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)輸出的控制節(jié)點(diǎn)。GCAN-4068模塊是模擬量信號(hào)輸出的關(guān)鍵性工具，同時(shí)該模塊具有體積小巧、接線便捷等特點(diǎn)。GCAN-4068模塊的總線接口集成隔離保護(hù)模塊，使其避免由于瞬間的過(guò)壓過(guò)流而對(duì)模塊造成損壞。采用DIN導(dǎo)軌的固定方式，可使其更容易集成到各種控制柜中。
二、設(shè)備參數(shù)
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4068模塊的設(shè)備參數(shù)包括：
（1）CAN-bus支持CAN2.0A幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（2）CAN-bus接口采用電氣隔離，隔離模塊絕緣電壓：DC 1500V；
（3）使用8~32V DC供電（推薦標(biāo)準(zhǔn)電壓24V）；
（4）電流輸出通道數(shù)：8路；
（5）電流輸出：0-24mA，可自由配置；
（6）帶載能力：10V，500歐姆負(fù)載；
（7）電流輸出接口、CANopen接口使用端子接口；
（8）使用撥碼開關(guān)配置模塊波特率及節(jié)點(diǎn)號(hào)；
（9）可用配套卡軌連接件，安裝到DIN卡軌上；
（10）工作溫度：-40～85℃；
（11）工作濕度：≤95%RH，無(wú)凝露；
三、應(yīng)用領(lǐng)域
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4068模塊的設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域包括：
（1）工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控；
（2）煤礦、油井遠(yuǎn)程通訊；
（3）CAN教學(xué)應(yīng)用遠(yuǎn)程通訊；
（4）CAN工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)；
（5）智能樓宇控制數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)等CAN-bus應(yīng)用系統(tǒng)。
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四、設(shè)備安裝
1、設(shè)備尺寸
設(shè)備外形尺寸：(長(zhǎng)，含接線端子)122mm*(寬)70mm*(高)25mm，其示意圖如圖所示。
GCAN-4068外形尺寸
2、接口定義及功能
GCAN-4068模塊集成8路0-24mA電流輸出接口、8路0-24mA電流輸出接口GND端、1路DC8~32V電源接口、1路CAN總線接口。GCAN-4068模塊4路電流輸出接口、4路0-24mA電流輸出接口GND端接口、CAN-bus接口如圖所示，接口定義如表所示。
4路電流輸出、CAN-bus接口位置
4路電流輸出、CAN-bus接口定義
GCAN-4068模塊的電源接口、4路電流輸出接口正端、4路電流輸出接口負(fù)端接口位置如圖所示，接口定義如表所示。
4路電流輸出、CAN-bus接口位置
CAN-bus接口定義
GCAN-4068模塊撥碼開關(guān)如圖所示，GCAN-4068模塊撥碼開關(guān)最左側(cè)為復(fù)位按鍵，默認(rèn)在下方，為調(diào)試接口，請(qǐng)不要撥動(dòng)。復(fù)位按鍵右側(cè)7位為節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)置開關(guān)。最右側(cè)4位為波特率設(shè)置開關(guān)。左側(cè)為高位，右側(cè)為低位。
GCAN-4068模塊撥碼開關(guān)
五、設(shè)備使用
1、電源連接
GCAN-4068模塊支持工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的+8~32V DC直流電源。為保證模塊可靠工作，建議使用+12V或+24V的DC直流穩(wěn)壓電源。
2、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
GCAN-4068模塊具有1個(gè)SYS指示燈、1個(gè)PWR指示燈、1個(gè)CAN指示燈來(lái)指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。這3種指示燈的具體指示功能及狀態(tài)如表所示。
GCAN-4068模塊指示燈狀態(tài)
● GCAN-4068模塊上電后，PWR指示燈綠色常亮，如圖所示；
● GCAN-4068模塊上電，SYS指示燈綠色慢閃，切換至啟動(dòng)狀態(tài)后，接口數(shù)據(jù)傳輸，SYS指示燈綠色快閃，如圖所示；
GCAN-4068 PWR和SYS燈狀態(tài)
● CAN燈綠色閃爍，數(shù)據(jù)量小、速率慢時(shí)綠色慢閃，數(shù)據(jù)量大、速率快時(shí)綠色慢閃，如圖所示；如果CAN總線出現(xiàn)通訊錯(cuò)誤，CAN指示燈紅色常亮，待CAN總線恢復(fù)正常，CAN燈綠色閃爍，如圖所示。
GCAN-4068 CAN燈狀態(tài)
GCAN-4068 CAN燈狀態(tài)
六、配置說(shuō)明
用戶可使用模塊上方的撥碼開關(guān)自行設(shè)定GCAN-4068模塊的參數(shù)，以滿足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的需要。GCAN-4068模塊的配置，包括模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)和波特率兩部分。
請(qǐng)注意：通過(guò)撥碼開關(guān)改變GCAN-4068模塊的參數(shù)之后，需要重新對(duì)模塊上電之后，新的參數(shù)才會(huì)生效。
1、CAN節(jié)點(diǎn)號(hào)配置
如圖所示，撥碼開關(guān)的每個(gè)位撥向“ON”位置時(shí)，該位為“1”，如果撥向“OFF”位置，則該位為“0”。撥碼開關(guān)的2—8位用于設(shè)定模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE ID)，第八位為最低位，第二位為最高位，模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE ID)是各位對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值之和，通過(guò)撥碼開關(guān)設(shè)定模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE ID)的有效范圍為0～127。
請(qǐng)注意：撥碼開關(guān)第一位為配置撥碼，默認(rèn)為OFF（下方），請(qǐng)不要撥動(dòng)。
CAN節(jié)點(diǎn)號(hào)配置說(shuō)明
2、CAN波特率配置
右側(cè)撥碼開關(guān)的1-4位用于設(shè)定模塊的波特率，第一位為低位，第四位為高位。波特率與開關(guān)設(shè)置對(duì)應(yīng)值如下表所示。
CAN波特率配置說(shuō)明
七、快速上手
本章將使用廣成科技USBCAN-II Pro模塊及ECANTools軟件可以進(jìn)行CAN總線數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。軟件附帶的CANopen主站功能可以幫助調(diào)試CANopen從站，非常的方便實(shí)用。
使用廣成科技的USBCAN總線分析儀可模擬CAN總線通信設(shè)備，進(jìn)行GCAN-4068模塊的通訊測(cè)試。USBCAN總線分析儀是一種直觀的CAN總線調(diào)試分析工具，使用該設(shè)備可以通過(guò)電腦監(jiān)控、模擬CAN數(shù)據(jù)收發(fā)，是從事CAN總線行業(yè)的工程師必備的工具。
CAN-4068模塊默認(rèn)上電后切換至CANopen模式的05啟動(dòng)狀態(tài)。
例如：默認(rèn)GCAN-4068的Node ID為1（以下節(jié)點(diǎn)號(hào)均為1），則主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，幀ID為0x701，標(biāo)準(zhǔn)幀，數(shù)據(jù)為0x05。
當(dāng)前狀態(tài)，RPDO用于表示控制（寫入）通道的狀態(tài)，共有2個(gè)RPDO。其中RPDO1代表前4個(gè)通道，幀ID為0x180+Node ID。TPDO2代表后4個(gè)通道，幀ID為0x280+Node ID。
八、標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式
1、上電啟動(dòng)報(bào)文
GCAN-4068模塊滿足標(biāo)準(zhǔn)CANopen CiA 301協(xié)議，是標(biāo)準(zhǔn)的CANopen從站設(shè)備。GCAN-4068啟動(dòng)后將主動(dòng)發(fā)出一幀數(shù)據(jù)給主站，幀ID為0x700+Node ID。
例如：GCAN-4068的Node ID為1（以下節(jié)點(diǎn)號(hào)均為1），則主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，幀ID為0x701，幀數(shù)據(jù)為0x7F。
2、NMT狀態(tài)切換
GCAN-4068模塊接收由主站發(fā)出的操作指令，幀ID為0x000，DLC為2，幀數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)為命令符，第二個(gè)字節(jié)為節(jié)點(diǎn)號(hào)（若為00則控制全部節(jié)點(diǎn)）。例如：GCAN-4068的Node ID為1，命令GCAN-4068為進(jìn)入操作狀態(tài)（01），則NMT命令幀ID為0x000，幀數(shù)據(jù)為0x01,0x01。主站發(fā)送數(shù)據(jù)01 01，GCAN-4068模塊進(jìn)入05啟動(dòng)狀態(tài)。
3、PDO命令
GCAN-4068模塊采用PDO（Process Data Object，過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象）對(duì)電流進(jìn)行輸出。RPDO用于表示改變（寫入）通道的狀態(tài)，共有2個(gè)RPDO。其中RPDO1代表前4個(gè)通道，RPDO2代表后4個(gè)通道。其中，RPDO1，幀ID為0x200+Node ID，代表前4個(gè)通道。RPDO2，幀ID為0x300+Node ID，代表后4個(gè)通道。
RPDO1：
RPDO2：
電流輸出=數(shù)據(jù)*倍數(shù)。
注：最小值不為零時(shí)，若RPDO不給數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)小于最小值*倍數(shù)，通道輸出均為零。
2字節(jié)數(shù)據(jù)最大0xFF FF（65536）控制1路輸出，無(wú)論最大值為多少，數(shù)據(jù)為0xFF FF時(shí)輸出最大電流；且數(shù)據(jù)大于最大值*倍數(shù)時(shí)，輸出為最大電流。
舉例：默認(rèn)最小值4mA，倍數(shù)100，RPDO1不給數(shù)據(jù)時(shí)，通道輸出為0mA；數(shù)據(jù)400以下（0x01 90）時(shí)，輸出均為0mA；數(shù)據(jù)01 90時(shí)輸出為4mA。
默認(rèn)最大值24mA，倍數(shù)100，數(shù)據(jù)2400（0x09 60）時(shí)，通道輸出為24mA，數(shù)據(jù)大于0x09 60時(shí)，通道輸出為24mA，數(shù)據(jù)為0xFF FF時(shí)，通道輸出為24mA。
例如，GCAN-4068模塊節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)為1。默認(rèn)通道1最小值為4，最大值為24，倍數(shù)為100倍（最小值、最大值、倍數(shù)均可自定義）。
若需要通道1輸出的電流為最大值24，則對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為24*倍數(shù)，倍數(shù)值為100，則通道1對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為24*100=2400，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制是09 60，又因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸中低位在前高位在后，所以數(shù)據(jù)為60 09。若其余通道無(wú)輸出，通道對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為00 00。則RPDO1命令的幀ID為0x201，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為60 09 00 00 00 00 00 00。
若需要通道5輸出的電流為最小值4，則對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為4*倍數(shù)，倍數(shù)值為100，則通道5對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為4*100=400，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制是01 90，又因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸中低位在前高位在后，所以數(shù)據(jù)為90 01。若其余通道均無(wú)輸出，通道對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為00 00。
則RPDO2命令的幀ID為0x301，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為90 01 00 00 00 00 00 00。此時(shí)，通道1輸出電流為20mA，通道5輸出電流為4mA，其余通道無(wú)電流輸出。
4、SDO命令
服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象SDO（ServiceDataObjects）主要用來(lái)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典，可以直接對(duì)GCAN-4068的參數(shù)進(jìn)行讀寫配置。配置后重新上電生效。
（1）修改系統(tǒng)模式
GCAN-4068模塊可通過(guò)發(fā)送SDO命令寫參數(shù)，修改模塊的使用模式。該參數(shù)位于對(duì)象字典索引0x2400、子索引0x00，數(shù)據(jù)類型Unsigned8。
（2）修改電流輸出最小值、最大值、倍數(shù)
GCAN-4068模塊可通過(guò)發(fā)送SDO命令寫參數(shù)，修改模塊每一路輸出的最小值、最大值、倍數(shù)。該參數(shù)位于對(duì)象字典索引0x2401至2408、子索引0x00，數(shù)據(jù)類型Unsigned32。量程為0-24mA。
每一路的最大值、最小值、倍數(shù)均可自由配置為不同數(shù)值。最小值的數(shù)據(jù)類型為Unsigned8，默認(rèn)值為0x04。
最大值的數(shù)據(jù)類型為Unsigned8，默認(rèn)值為0x18，即10進(jìn)制24，大于0x18則輸出最大值0x18。倍數(shù)的數(shù)據(jù)類型為Unsigned16，默認(rèn)值為0x64，即10進(jìn)制100。
電流輸出的公式為：設(shè)置數(shù)據(jù)=電流輸出值*倍數(shù)。
為了輸入精度，倍數(shù)可自由配置，例如：設(shè)置電流輸出0mA為0x00，設(shè)置電流輸出24mA為0xFFFF，即十進(jìn)制65535，那么倍數(shù)為（65536-0）/24=2730.6，取2730時(shí)，設(shè)置數(shù)據(jù)達(dá)不到0xFFFF；由于大于24mA輸出為24mA，設(shè)置數(shù)據(jù)取0xFFFF即可，故取倍數(shù)為2731，即十六進(jìn)制的0x0A AB。
（1）配置操作舉例
CANopen模式配置操作舉例：（以節(jié)點(diǎn)號(hào)為1舉例）默認(rèn)模式上電后：
1、模塊配置為標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式
報(bào)文：ID：0x601數(shù)據(jù)：2F 00 24 00 03 00 00 00，設(shè)置模塊為標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式。
2、修改第1路輸出最小值、最大值、倍數(shù)
報(bào)文：ID：0x601數(shù)據(jù)：23 01 24 00 00 18 AB 0A，設(shè)置第1路輸出最小值為0，即16進(jìn)制的0x00；最大值為24，即16進(jìn)制的0x18；倍數(shù)為2730，即16進(jìn)制的0x0A AB。
重新上電后，配置生效。
（2）使用操作舉例
CANopen模式操作舉例：（以節(jié)點(diǎn)號(hào)為1舉例）配置完重新上電后：
1、NMT狀態(tài)切換
報(bào)文：ID：0x000數(shù)據(jù)：01 01，設(shè)置模塊為05啟動(dòng)狀態(tài)。
當(dāng)前狀態(tài)，即可對(duì)輸出進(jìn)行改變（寫入）。
2、若設(shè)置第1路輸出為最大值24mA，設(shè)置數(shù)據(jù)為最大值0xFF FF；RPDO1：幀ID為0x200+Node ID，用以寫入（設(shè)置）輸出的數(shù)據(jù)
第一路有輸出為最大值24mA，數(shù)據(jù)如圖所示：
3、若設(shè)置第1路輸出為12mA，設(shè)置數(shù)據(jù)為電流輸出*倍數(shù)即12*2731=32772（0x80 04）；RPDO1：幀ID為0x200+Node ID，用以寫入（設(shè)置）輸出的數(shù)據(jù)
第一路有輸出為12mA，數(shù)據(jù)如圖所示：
九、GCAN-4068對(duì)象字典
十、技術(shù)規(guī)格
RPDO2：
九、GCAN-4068對(duì)象字典
