CANopen 入门：对象字典与 PDO/SDO 分工

CANopen 的全部通信行为，都可以归结为一句话：所有可访问的数据都放在"对象字典"里，用 PDO 高速搬运过程数据，用 SDO 慢速读写参数。总线型磁致伸缩位移传感器遵循 CiA DSP 406 编码器行规，位置值位于对象字典的 0x6000 区，以 INT32 格式通过 TPDO 周期上报；节点号、分辨率、零偏等配置参数则通过 SDO 读写。理解这两条通道的分工，是把传感器接进 CAN 网络的前提。本文承接总线接线基础篇 CANopen 与 EtherCAT 实操指南，对应产品为 194 CANopen 系列。

对象字典：CANopen 的数据地图

对象字典（Object Dictionary，OD）是每个 CANopen 从站内部的一张标准化数据表。表中每一项由索引（Index）与子索引（Sub-index）唯一定位，索引区段按 CiA 规范划分：通信参数区、制造商自定义区、以及由具体行规（Device Profile）规定的标准设备参数区。

对位移传感器而言，关键一点是它走的是 DSP 406 编码器行规。这意味着不同厂家、不同型号的 CANopen 位移传感器，其位置值对象都落在同一区段（0x6000 区），数据类型统一为 32 位有符号整数。主站侧因此可以按标准方式解析，无需为每个品牌单独写解析代码——这正是行规存在的意义。位置值为绝对位置，掉电重启后无需回零，原理见 绝对位置 vs 增量位置。

需要注意：INT32 读到的是"计数值"而不是毫米。实际位移 = 计数值 × 分辨率步长。分辨率档位按 1 / 2 / 5 / 10 / 20 / 50 / 100 μm 供货，若主站未按实际档位换算，读数就会整体差一个倍率——这是新手最常见的"数值看着不对"来源。分辨率档位与精度的关系见 分辨率、重复精度、非线性度的区别。

PDO：周期搬运位置值的高速通道

PDO（Process Data Object，过程数据对象）用于传输实时过程数据，特点是无协议开销、单帧直达、生产者-消费者模型。传感器向主站发送位置值使用 TPDO（Transmit PDO，从从站视角"发出"）。

PDO 有三个关键配置维度：

• PDO 映射：规定这一帧里装了哪些对象、各占几个字节。位置值 INT32 占 4 字节，标准 CAN 数据帧负载最大 8 字节，因此单个 TPDO 最多装两个 INT32 位置值——多磁环场景的配置约束由此而来，详见 CANopen 多磁块读取配置。
• 传输类型：常见有事件触发（位置变化即发）、周期定时发送、以及 SYNC 同步触发（收到主站 SYNC 报文后统一发送）。多轴系统应优先选 SYNC 触发，使各轴采样时刻对齐。
• 报文标识符（COB-ID）：CANopen 预定义连接集按"基地址 + 节点号"自动分配，因此节点号一改，报文 ID 就跟着改，主站侧的接收过滤必须同步更新。

SDO：读写参数的点对点通道

SDO（Service Data Object，服务数据对象）是客户端-服务器模式的确认式访问：主站发一条请求（指明索引/子索引与数据），从站回一条应答。它可以访问对象字典中的任意条目，支持任意长度数据，但每次访问都要一问一答，效率低、延迟不确定。

SDO 的正确用途是组态阶段：写节点号与波特率、设定分辨率档位、写零位偏置、配置 PDO 映射与传输类型、执行参数保存（store）命令。绝对不要用 SDO 轮询位置值——一次 SDO 交互至少两帧，多轴轮询会迅速吃满总线带宽，并使位置数据的时间戳失去确定性。这是 CANopen 现场负载失控的头号原因。

PDO 与 SDO 对比

维度	PDO（过程数据对象）	SDO（服务数据对象）
通信模型	生产者-消费者，广播	客户端-服务器，点对点
是否确认	不确认，发完即走	每次读写均有应答
单次数据量	≤ 8 字节（单帧）	不限长度，可分段传输
实时性	高，延迟确定	低，延迟不确定
典型用途	位置值周期上报（0x6000 区 INT32）	节点号、分辨率、零偏、PDO 映射配置
触发方式	事件 / 定时 / SYNC 同步	主站按需发起
使用阶段	运行阶段	组态阶段
误用后果	映射错则数据错位	用于轮询位置会导致总线过载

NMT 状态机：为什么上电后收不到数据

CANopen 从站有一套 NMT（网络管理）状态机：上电后进入初始化，随后自动转入预运行（Pre-Operational）状态。此状态下 SDO 可用、PDO 不发送。只有主站下发 NMT 启动命令、从站进入运行（Operational）状态后，TPDO 才开始上报位置值。

现场"SDO 能读到位置、但 PDO 一直没数据"，九成是主站未把节点切到 Operational，或主站的自动启动选项未开启。此外还有两类周期性报文需要了解：心跳（Heartbeat）用于节点存活监视，主站据此判断掉站；EMCY 紧急报文在从站检测到内部错误（如磁环丢失、内部自检异常）时主动发出，是最有价值的诊断入口，主站侧应记录而不是丢弃。

接入一台传感器的标准顺序

1. 物理层先做对：CAN_H / CAN_L 差分对 + 屏蔽，线形拓扑，网段两端各一只 120 Ω 终端电阻，中间节点不装。原理见 终端电阻与总线长度：为什么必须 120 Ω。
2. 设定节点号与波特率：节点地址范围 1–127，全网唯一；波特率支持 10 / 20 / 50 / 125 / 250 / 500 / 800 / 1000 kbps，全网必须一致。配置方法见 CANopen 节点地址与波特率配置实战。
3. 导入 EDS 文件：主站据此识别对象字典条目，省去手工填索引。
4. 配置 PDO 映射与传输类型：确认位置值已映射进 TPDO，多轴系统选 SYNC 触发。
5. 切换到 Operational：确认 TPDO 周期上报，并核对计数值 × 分辨率是否与实际行程一致。

协议之间怎么横向取舍，见 总线型全系对比；主站体系与协议的对应关系见 选型指南：我的 PLC 支持哪种总线；产品参数与接线定义见 194 CANopen 系列详解。