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GCAN-8000 插片式CANopen IO耦合器

一、功能概述

沈阳广成科技GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器可以用于连接CAN总线系统与分布式总线端子模块，这些端子模块可以通过模块化的方式进行扩展。一个完整的节点由一个总线耦合器、1-32个任意数量的端子模块以及一个终端端子模块组成。采用GCAN-8000总线耦合器，通过GC-bus扩展技术，可极为方便地建立I/O连接，最多可连接32个输入/输出端子模块。

GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器采用符合ISO 11898标准的CAN总线协议。GCAN-8000总线耦合器不仅支持所有类型的CANopen通讯，也可以轻松地应用于制造商特定的CAN总线环境中。除此之外，通过USB接口还可以对固件进行升级。

GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器可连接所有的总线端子模块。就用户而言，模拟量输入/输出信号的处理方式与其它种类信号的处理方式没有任何区别。控制器过程映像区内的信息以字节阵列格式显示。GCAN-8000总线耦合器支持自动组态，您无需在PC上设置参数。GCAN-8000总线耦合器的CANopen波特率和节点号可通过RS-232接口进行配置。

二、设备可连接模块类型

GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器可连接的模块包括：

三、设备参数

GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器的设备参数包括：

（1）CANopen波特率支持1000k、500k、250k、125k、100k、50k、10k；
（2）PDO模式支持同步、循环同步、事件驱动、轮询；
（3）总线端子模块数量最多为32个；
（4）发送PDO（CANopen）由扩展的输入模块数量决定，接收PDO（CANopen）由扩展的输出模块数量决定；
（5）组态方式为自动组态形式；
（6）CAN总线接口为1个开放式的4针端子；
（7）电源采用24V DC（-15%/+20%）；
（8）输入电流为70mA+（总GC-bus电流），最大为2.5A；
（9）启动电流：约为2.5倍的持续电流；
（10）电源供电：最大24V DC/最大10A；
（11）电气隔离为1500 Vrms；
（12）工作温度范围：-40℃~+85℃；
（13）尺寸：长100mm*宽69mm*高48mm。

四、应用领域

GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器的设备应用领域包括：

（1）与分布式总线端子模块相连接，构成一个完整的控制节点；
（2）执行数据采集并以CANopen协议进行数据传输。

如果您需要对GCAN-8000 CANopen IO总线耦合器进行询价或者是技术咨询，可以加微信13019325660或打电话咨询。

五、设备安装与使用

1、模块外观及尺寸

GCAN-IO-8000外观如图所示。GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器包含2个通信接口，一个USB接口，1组耦合器电源接口，2组I/O电源接口，2组屏蔽线接口。其中，通信接口包括1个CAN总线接口和1个RS232接口。USB接口可用来升级固件。

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器外观图

2、模块固定

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器的安装方法如图2.2所示，您需要使用一字螺丝刀进行辅助安装。

GCAN-IO-8000模块安装

GCAN-IO-8000模块自锁机制

请按照上图所示，把GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器安装在导轨上，直到锁扣卡死并发出“咔”的一声。GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器具有自锁机制，可有效防止设备掉落。如上图所示，您可以通过拉出橙色的标签来释放自锁机制。

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器最多可以连接32个分布式总线端子模块。插入总线端子模块时，一定要沿着凹槽，在已有模块的右侧顺次插入，直到锁扣卡死并发出“咔”的一声。在整个节点的最右端，您需要安装终端端子模块。该终端可以保障GC-Bus的数据传输与电力供应。当您正确组装节点时，在端子模块之间不会存在明显的缝隙。如果模块之间未被正确组装，整个节点将不会正常运行。

3、接线方法

如下图所示，先使用一字螺丝刀插入方形孔中，顶住方形孔中金属片的上沿，用力向圆孔方向压。之后将线缆插入圆形孔中。插好之后，拔出螺丝刀，线缆即可稳固地锁死在圆形孔中。

GCAN-IO-8000模块电源部分接线

GCAN-IO-8000模块电源接线端子排

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器的电源接线端子排如图所示。GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器包含8个端子，各个端子对应的序号及其含义如下表所示。请注意，3号端子与4号端子之间、5号端子与6号端子之间、7号端子与8号端子之间，在模块的内部是相连的。

GCAN-IO-8000模块电源接线端子定义

GCAN-IO-8000模块CAN总线端子排

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器的CAN总线端子排如下图所示。GCAN-IO-8000的CAN总线端子排包含4个端子，各个端子对应的序号及其含义如下表所示。

GCAN-IO-8000模块CAN总线端子定义

GCAN-IO-8000模块RS-232接口定义

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器的RS-232接口定义如上图所示。GCAN-IO-8000的RS-232接口仅定义了3条信号线，分别为RXD、TXD与GND。

4、系统状态指示灯

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器具有两组状态指示灯。左侧区域包含6个圆形状态指示灯，右侧区域包含2个小型电源指示灯。指示灯的具体指示功能见下表。指示灯处于不同状态下时，GCAN-IO-8000模块状态如下表所示。

GCAN-IO-8000模块指示灯

五、通信连接

1、串口连接

GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器使用标准串口电平（RS232：±3~15V），此接口仅用来通过串口调试助手配置参数，因此该接口不可以与带有RS232接口的设备进行通信。GCAN-IO-8000 CANopen总线耦合器的RS232接口波特率不可修改，固定为19200bps。

2、CAN连接

GCAN-IO-8000模块接入CAN总线连接方式如下表中介绍，将CAN_H连CAN_H，CAN_L连CAN_L即可建立通信。CAN-bus网络采用直线拓扑结构，总线最远的2个终端需要安装120Ω的终端电阻；如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。对于分支连接，其长度不应超过3米。CAN-bus总线的连接如下图中所示。

GCAN-IO-8000模块指示灯状态

CAN-bus网络的拓扑结构

请注意：CAN-bus电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。理论最大通信距离主要取决于总线波特率，最大总线长度和波特率关系详见下表。若通讯距离超过1km，应保证线的截面积大于Φ1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。

波特率与最大总线长度参照表

3、CAN总线终端电阻

为了增强CAN通讯的可靠性，消除CAN总线终端信号反射干扰，CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻，如下图所示。终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。例如双绞线的特性阻抗为120Ω，则总线上的两个端点也应集成120Ω终端电阻。如果网络上其他节点使用不同的收发器，则终端电阻须另外计算。

GCAN-IO-8000与其他CAN节点设备连接

请注意：GCAN-IO-8000模块内部未集成120Ω终端电阻。如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。需要使用时，将电阻两端分别接入CAN_H、CAN_L即可，如上图所示。

六、CAN波特率及节点号的设置

您可通过RS232接口修改GCAN-IO-8000模块的CAN总线通信波特率。具体流程如下：首先建立串口连接，波特率为19200bps，数据位、停止位配置为无、8、1，通过RS232接口发送一个“help”命令或“?”命令，之后RS232接口将会返回配置信息。请注意，发送命令时请在结尾处加回车符或选中软件的“发送新行”。显示与发送请不要选择“16进制显示”、“16进制发送”。您可以发送“setbaud=500000”修改GCAN-IO-8000模块的波特率为500kbps。同时，您可以发送“getbaud”获取本机的CAN波特率，回复的数值单位为bps。详细的波特率对应如下表所示。发送请求命令时的设置如下图所示。

发送请求命令时的设置

baud设置值与波特率对照表

CANopen节点ID的设置与获取的方法与波特率类似。您可通过RS232接口修改GCAN-IO-8000模块的CAN总线节点号。您可以发送“setid=3”修改GCAN-IO-8000模块的CANopen节点ID为3。同时，您可以发送“getid”获取本机的CANopen节点ID。该节点号可在1-127内任意设置。

七、通信协议

GCAN-IO-8000执行CANop en通信协议，为CANopen从站设备。GCAN-IO-8000模块采用PDO（Process Data Object，过程数据对象）对数字量信号进行采集或输出。

当搭载GC-3804或GC-1008模块时，GCAN-IO-8000将发出TPDO数据，典型的帧ID如0x181、0x281等。当搭载GC-2008模块时，GCAN-IO-8000将接收RPDO数据，典型的帧ID如0x203、0x303等。

本章将使用广成科技USBCAN-II Pro模块及ECANTools软件可以进行CAN总线数据的接收与发送。软件附带的CANopen主站功能可以帮助调试CANopen从站，非常的方便实用。

使用广成科技的USBCAN总线分析仪可模拟CAN总线通信设备，进行GCAN-IO-8000模块的通讯测试。USBCAN总线分析仪是一种直观的CAN总线调试分析工具，使用该设备可以通过电脑监控、模拟CAN数据收发，是从事CAN总线行业的工程师必备的工具。

1、NMT命令

GCAN-IO-8000模块满足标准CANopen CiA301协议，是标准的CANopen从站设备。GCAN-IO-8000启动后将主动发出一帧命令给主站，帧ID为0x700+Node ID，帧数据为0x7F。

例如：通过拨码开关设置GCAN-IO-8000的Node ID为1，则USBCAN-II Pro作为主站设备可接收到一条启动命令，帧ID为0x701，帧数据为0x7F。如下图所示，使用ECANTools软件可以收到这条数据。

启动命令监控界面

GCAN-IO-8000模块接收由主站发出的操作指令，帧ID为0x000，DLC为2，帧数据第一个字节为命令符，第二个字节为节点号（00则为全部节点）。

例如：GCAN-IO-8000的Node ID为1，命令GCAN-IO-8000为进入操作状态（01），则NMT命令帧ID为0x000，帧数据为0x01,0x01。该命令也可由ECANTools软件的CANopenMaster插件发出。

NMT命令发送界面

使用ECANTools软件命令GCAN-IO-8000进入操作状态的步骤是：

①将从站节点号填入ID后面的文本框中

②点击添加从站按钮

③打开节点左侧的+号，并点击“NMT”

④选择“Start Remote Node”（默认），点击下方的“NMT”按钮。如下图所示，发送后可在ECANTools监控界面中查看到NMT命令。接收到NMT指令之后，GCAN-IO-8000将开始广播PDO数据，并发出帧ID为0x701，帧数据为0x05的心跳指令，说明GCAN-IO-8000已进入操作状态。

NMT命令监控界面

2、搭载GC-1008模块

数字量输入的状态由一个字节来表示，通道8在高位，通道1在低位。

例如，GCAN-IO-8000模块节点号设为1。通道8和通道4状态为1，其他状态均为0，则CAN总线一端显示的DI状态数据为88。则发出的帧ID为0x181，数据长度（DLC）为8，帧数据为0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。请注意，仅插入一个GCAN-1008模块时，帧数据中只有第一个字节是有效的。下表列举了两种常见的DI状态及其对应的状态数据。

仅插入一个GCAN-1008模块时，GCAN-IO-8000模块发出的TPDO数据帧ID为0x180+节点号（Node ID），数据长度为8，帧数据第一个字节即为该模块数字量输入状态。

3、搭载GC-2008模块

数字量输出的状态由一个字节来表示，通道8在高位，通道1在低位。

例如，GCAN-IO-8000模块节点号设为1。需设置通道8和通道4状态为1，设置其他状态均为0，则需要发送的CAN总线DO状态数据为88。需要发送给GCAN-IO-8000的帧ID为0x201，数据长度（DLC）为8，帧数据为0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。请注意，帧数据中只有第一个字节是有效的。下表列举了两种常见的DO状态及其对应的状态数据。

GCAN-IO-8000模块在接收RPDO数据时，需保证帧ID为0x200+节点号（Node ID），数据长度为8，帧数据第一个字节即为需要设置的数字量输出状态。

4、搭载GC-3804模块

每个通道的温度状态由两个字节来表示，四个通道共八个字节。

其中，代表温度状态的两个字节，第一个字节为低位，需将该字节的数据转换为十进制后乘以0.1；第二个字节为高位，需将该字节的数据转换为十进制之后乘以25.6。最后将两个数值加和，即为最终的温度值，单位为摄氏度。
例如，GCAN-IO-8000模块节点号设为1。四个通道的温度分别为25.6度，25.5度，20度，30度。则发出的帧ID为0x181，数据长度（DLC）为8，帧数据为0x00，0x01，0xFF，0x00，0xC8，0x00，0x2C，0x01。下表列举了两种可能的CAN数据及其对应的温度值。

GCAN-IO-8000模块在发出TPDO数据时，帧ID为0x180+节点号（Node ID），数据长度为8。如未接入PT100，则对应通道的CAN数据会显示为FF 7F。

5、同时搭载多组模块

若GCAN-IO-8000同时搭载多组GC-1008模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8000的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8000耦合器发出的TPDO数据将按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8000节点号为3且同时搭载9个GC-1008模块时，您将收到帧ID为0x183和0x283两组数据。其中，帧ID为0x183的八个数据字节依次对应1-8号GC-1008模块；帧ID为0x283的一个数据字节对应9号GC-1008模块。

多组GC-1008模块与CAN数据对应关系

若GCAN-IO-8000同时搭载多组GC-2008模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8000的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8000耦合器接收的RPDO数据需按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8000节点号为3且同时搭载9个GC-2008模块时，您需要发送帧ID为0x203和0x303两组数据以控制全部的9个模块。其中，帧ID为0x203的八个数据字节依次对应1-8号GC-2008模块；帧ID为0x303的一个数据字节对应9号GC-2008模块。

多组GC-2008模块与CAN数据对应关系

若GCAN-IO-8000同时搭载多组GC-3804模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8000的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8000耦合器发出的TPDO数据将按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8000节点号为3且同时搭载4个GC-3804模块时，您将收到帧ID为0x183等四组数据。其中，帧ID为0x183的八个数据字节依次对应1号GC-3804模块的4个通道；帧ID为0x283的八个数据字节依次对应2号GC-3804模块的4个通道。

多组GC-3804模块与CAN数据对应关系

若GCAN-IO-8000同时搭载GC-1008模块与GC-3804模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8000的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8000耦合器发出的TPDO数据将按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8000模块节点号为3且同时搭载3个GC-1008模块和1个GC-3804模块时，您将收到帧ID为0x183和0x283两组数据。数据对应关系如下表所示。

多组GC-1008模块与GC-3804模块混用时与CAN数据的对应关系

八、技术规格

关于我们

每周一到周六，我们将在抖音、快手、B站进行直播，直播间名”广成工控”欢迎观看。

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