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GCAN-8001组合式CANopen IO耦合器

一、设备简介

沈阳广成科技GCAN-8001型CANopen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-8001型CANopen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。

二、设备参数

GCAN-8001型CANopen总线耦合器的设备参数包括：

（1）CANopen协议：从站
（2）CANopen波特率（bps）：1000k，500k，250k，125k，100k，50k，20k，10k
（3）PDO模式：同步、循环同步、事件驱动、轮询
（4）总线端子模块数量：32个
（5）组态方式：自动组态
（6）PDO数量（CANopen）：由扩展IO模块决定
（7）其他CANopen特性：寿命保护/节点保护、紧急报文、变量映射
（8）拨码开关：设置波特率、节点号

GCAN-8001型CANopen总线耦合器可搭配IO插片类型：

三、设备应用

GCAN-8001型CANopen总线耦合器的主要应用领域包括：

● 工业现场网络数据监控；
● 煤矿、油井远程通讯；
● CAN教学应用远程通讯；
● CAN工业自动化控制系统；
● 智能楼宇控制数据广播系统等CAN-bus应用系统。

如果您需要对GCAN-8001型CANopen总线耦合器进行询价或者技术咨询，可以加微信或拨打电话13019325660。

四、设备安装与使用

1、模块外观

GCAN-IO-8001总线耦合器的尺寸如图所示。

GCAN-IO-8001 CANopen总线耦合器外观及尺寸图

2、模块安装

GCAN-IO-8001总线耦合器的锁定和解锁状态如图所示。当模块未安装在导轨上时，请将导轨锁扣保持在锁定状态，如长时间处于解锁状态，可能会导致锁扣失效。

GCAN-IO-8001总线耦合器模块锁定和解锁状态

GCAN-IO-8001总线耦合器的安装方法如图所示，您可以使用一字螺丝刀进行辅助安装拆卸。首先把GCAN-IO-8001总线耦合器安装在导轨上，再按下锁扣并发出“咔”的一声。

GCAN-IO-8001 EtherCAT总线耦合器模块安装

GCAN-IO-8001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，再按下锁扣并并发出“咔”的一声。在整个节点的最右端，您需要安装终端端子模块，请注意终端模块安装方向。该终端可以保障GC-Bus的数据传输与电力供应。

终端模块正确安装方向如图所示：

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、模块拆卸

如图所示，使用一字螺丝刀或类似工具向上撬动导轨锁扣，在凸起部位将模块向外拉出，将模块取出。

GCAN-IO-8001总线耦合器拆卸

4、接线方法

使用一字端子接头的线缆，将端子接头对准相应通道的圆孔插入即可；拆线时，需使用一字螺丝刀，插入需拆线的通道旁对应橘黄色方形孔，用力向下按压，此时相应圆孔中的夹片会松动，线缆即可轻松拔出。

5、系统状态指示灯

GCAN-IO-8001总线耦合器具有一组状态指示灯，用以指示电源、系统、总线等的状态。

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-8001模块状态如表所示。

GCAN-IO-8001总线耦合器模块指示灯

GCAN-IO-8001总线耦合器模块指示灯状态

五、通信连接

1、耦合器接口

GCAN-IO-8001外观如图所示。GCAN-IO-8001 CANopen总线耦合器包含1个通信接口，一个USB接口。其中，通信接口包括1个CAN总线接口，USB接口可用来升级固件。

GCAN-IO-8001 CANopen总线耦合器外观图

GCAN-IO-8001 CANopen总线耦合器模块CAN和电源接线端子定义

2、通过CAN总线通信

GCAN-IO-8001模块接入CAN总线连接方式如图中介绍，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总线的连接如图所示。

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。

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-8001与其他CAN节点设备连接

请注意：GCAN-IO-8001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。

4、CAN节点号配置

如图所示，拨码开关的每个位拨向“ON“位置时，该位为“1”，如果拨向“OFF”位置，则该位为“0”。拨码开关的1－7位用于设定模块的节点号(MAC ID)，第7位为最低位，第1位为最高位，模块的节点号(MAC ID)是各位对应的十进制值之和，通过拨码开关设定模块的节点号(MAC ID)的有效范围为0～127。

CAN节点号配置说明

5、CAN波特率配置

拨码开关的1-4位用于设定模块的波特率。波特率与开关设置对应值如下表所示。

请注意：拨码开关第5位为IAP拨码，默认为OFF（下方），请不要拨动。

CAN波特率配置说明

6、GCAN-8001对象字典

六、通信协议

GCAN-IO-8001执行CANopen通信协议，为CANopen从站设备。GCAN-IO-8001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-1416或GC-3008模块时，GCAN-IO-8001将发出TPDO数据，典型的帧ID如0x181、0x281等。当搭载GC-2416模块时，GCAN-IO-8001将接收RPDO数据，典型的帧ID如0x201、0x301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。欢迎您可以通过本手册最后一页的联系方式购买。

1、NMT命令

GCAN-IO-8001模块满足标准CANopen CiA301协议，是标准的CANopen从站设备。GCAN-IO-8001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-8001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-8001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-8001的Node ID为1，命令GCAN-IO-8001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-8001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-8001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-8001已进入操作状态。

NMT命令监控界面

2、搭载GC-1416模块

数字量输入的状态由二个字节来表示，通道16在高位，通道1在低位。例如，GCAN-IO-8001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0x00，0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。请注意，仅插入一个GC-1416模块时，帧数据中只有第一个字节和第二个字节是有效的。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GC-1416模块时，GCAN-IO-8001模块发出的TPDO数据帧ID为0x180+节点号（Node ID），数据长度为8，帧数据第一个字节和第二个字节即为该模块数字量输入状态。

3、搭载GC-2416模块

例如，GCAN-IO-8001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-8001的帧ID为0x201，数据长度（DLC）为8，帧数据为0x5A，0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。请注意，帧数据中只有第一个字节和第二个字节是有效的。下表列举了DO状态及其对应的状态数据。

GCAN-IO-8001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，帧数据只有第一个字节和第二个字节是有效的。即为需要设置的数字量输出状态。

4、搭载GC-3048模块

每个通道由两个字节来表示，八个通道共十六个字节。其中，代表第一通道的两个字节，第一个字节为高位，第二个字节为低位，如果传感器是10ma,接入3048的第一通道则3048显示的数据是32767。

例如，GCAN-IO-8001模块节点号设为1。第一通道的数值为10ma。则发出的帧ID为0x181，数据长度（DLC）为8，帧数据为0xFF，0x7F，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。下表列举了CAN数据及其对应的实际数值。

GCAN-IO-8001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-8001同时搭载多组GC-1416模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8001的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8001耦合器发出的TPDO数据将按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8001节点号为3且同时搭载八个GC-1416模块时，您将收到帧ID为0x183、0x283二组数据。其中，帧ID为0x183的八个数据字节依次对应1-4号GC-1416模块；帧ID为0x283的八个数据字节依次对应5-8号GC-1416模块；

多组GC-1416模块与CAN数据对应关系

若GCAN-IO-8001同时搭载多组GC-2416模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8001的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8001耦合器接收的RPDO数据需按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8001节点号为3且同时搭载八个GC-2416模块时，您需要发送帧ID为0x203和0x303两组数据以控制全部的八个模块。其中，帧ID为0x203的八个数据字节依次对应1-4号GC-2416模块；帧ID为0x303的八个数据字节依次对应5-8号GC-2416模块。

多组GC-2416模块与CAN数据对应关系

若GCAN-IO-8001同时搭载多组GC-3048模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8001的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8001耦合器发出的TPDO数据将按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8001节点号为3且同时搭载2个GC-3048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-3048模块的1—4个通道；帧ID为0x283的八个数据字节依次对应1号GC-3048模块的5—8个通道。帧ID为0x383的八个数据字节依次对应2号GC-3048模块的1—4个通道；帧ID为0x483的八个数据字节依次对应2号GC-3048模块的5—8个通道。

多组GC-3048模块与CAN数据对应关系

若GCAN-IO-8001同时搭载GC-1416模块与GC-3048模块，那么我们以它们距离GCAN-IO-8001的远近，从近到远进行编号，离得最近的为1号。GCAN-IO-8001耦合器发出的TPDO数据将按照下表进行发送。例如，当GCAN-IO-8001模块节点号为3且同时搭载2个GC-1416模块和1个GC-3048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-1416模块与GC-3048模块混用时与CAN数据的对应关系

七、技术规格

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