基于AX58100EtherCAT从站开发

一、设备描述文件XML的规范

1、XML文件的结构规范

主要核心的讲解：

1、从站支持的数据类型定义区：Desoriptions --> Devices --> Profile --> Dictionary --> DataTypes

2、从站设备所有支持变量PDO的定义区（这里还没有映射关系）：Desoriptions --> Devices --> Profile --> Dictionary --> Objects

3、Sm数据通道的定义修改(这个定义了主从采用SM同步通信方式时，每个SM通道，主从交换的数据大小与起始地址)：Desoriptions --> Devices --> Sm

4、RxPdo数据区定义（这里定义了从站所有支持的PDO中，用来读取主站命令的PDO数据，相当于定义#1600~#1602的映射内容）：Desoriptions --> Devices --> RxPdo --> Entry(这里定义具体的映射数据PDO)

5、TxPdo数据区定义（这里与RxPdo作用相反，相当于定义#1a00~#1a02的映射内容）：Desoriptions --> Devices --> TxPdo  --> Entry

XML文件中的基本逻辑与数据映射关系：

2、添加新的PDO数据映射的方法与流程

技术细节分析：

1、在XML文件内修改部分：

第一步：在DataTypes内按照格式添加想要的数据类型，标准数据类型必须是EtherCAT支持的才可以

第二步：在Objects内按照格式添加想要的数据，当然必须符合EtherCAT行业规范的数据pdo

第三步：修改Sm对应数据传输通道的大小，如果你添加的是Output数据pdo，就扩大SM2；否则是SM3，单位是：字节

第四步：如果你添加的数据pdo是接收主站命令的，那么需要修改RxPdo将数据节点映射给1600~1602；如果是发送数据给主站的，则修改TxPdo，数据节点映射到1a00 ~ 1a02。

第五步：由于1600~1602或1a00~1a02映射了新的数据，那么需要回到Objects内，修改1600~1602或1a00~1a02对应的数据位长度与数据索引信息，添加索引。

第六步：既然1600~1602或1a00~1a02对应的数据大小改变了，那么对应的DataTypes内1600~1602或1a00~1a02的数据类型定义也要修改；就是扩大数据位大小，添加索引内容。

2、在源代码内添加对应的pdo内容索引：（修改文件e19800l.h、e19800l.c）

第一步：在e19800l.h文件内新增一个对数据pdo的描述对象，例如0x7012，数据类型为real（一个数据节点需要三个结构体对象来描述）

第二步：将数据节点对象添加到object应用对象当中

第三步：由于数据节点映射在1600~1602或1a00~1a02上的，意味着对应的1600~1602或1a00~1a02数据描述结构体要做修改;例如7012映射在1601上：

1601对应datatypes结构体修改：

1601对应的object上的修改：

第四步：我们知道，1600~1602和1a00~1a02最终需要同过sm数据通道来交互，所以对应的数据通道地址结构体也要修改；例如1601对应的output通道1c12：

第五步：在e19800l.c文件中，调整Rxpdo或Txpdo对应的数据通道内存大小；例如我在RxPdo的1601中添加了一个real的pdo数据映射：

3、新添加的PDO数据如何与硬件交互

从源代码的LED与SWITCH开始讲解：（数字量IO的关联）

1、文件el9800l.c中的物理关联：

2、LED_x与SWITCH_x在el9800l.h当中的定义，其实就是关联板子上寄存器地址宏操作：

3、PXin(n) 与 PXout(n) 宏定义操作的底层实现，在system.h文件中

4、GPIOXX_BASE在STM32内核中寄存器基础地址的定义：（stm32f4xx.h）

5、在程序文件 el9800hw.c中的函数对GPIO口的驱动配置（很重要！！）

注意：提共的历程中，GPIOB和GPIOE被用为特殊的接口，无法作为普通的IO口来使用？？

范例源码中，模拟量输入与输出的硬件关联：

4、EtherCAT从站PDO映射与定义的技术细节（重要细节）

举个例子讲解技术细节：（BIT位形式的PDO）

第一步：在XML文件中，申明一个PDO对应的数据类型。

注意：每个PDO数据节点至少要占用16个bit，这与AX18600芯片数据寄存器有关，当PDO不足16位是，需要补齐。

第二步：使用申明好的数据类型，在XML的Object中，定义一个PDO节点。

第三步：根据笔记开头对PDO数据映射关系的描述，这个自定义的数据节点要挂载在输入或输出映射表上。

第四步：修改输出PDO地址寄存器PDO1601的数据类型定义

第五步：修改Object的1601PDO内容，添加输出数据PDO的地址

下面开始修改源程序代码与xml对应上

第六步：在源代码的el9800app.h中，添加数据节点结构体系列描述：（有四个东西需要创建或修改）

第七步：将新创建的PDO节点，加入应用PDO节点管理数据（在源代码的el9800app.h中）

第八步：在源代码的el9800app.h中，对应修改1601映射数据管理对象的四个东西

第九步：在源代码的el9800app.h中，修改1c12PDO对象，因为1600~1602是映射到1c12上，最终完成主从数据交换的

第十步：在el9800appl.c文件中，按照需求为数据节点PDO分配内存空间，用于交互数据

第十一步：在el9800appl.c文件中，将PDO数据缓存区内容赋值给具体的硬件接口，实现硬件操作

第十二步：硬件驱动初始化，否则数据也无法在硬件上体现出来

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二、MCU硬件设计与软件驱动到接口的映射之间的关系

2、根据代码总体框架讲解IO驱动到PDO映射的过程（重点内容）

代码框架整体分为两个部分：硬件设计与驱动部分、通讯PDO与硬件数据交互部分

硬件设计与驱动部分：

AX58100协议芯片与STM32MCU关键的硬件链接只有：SPI通讯接口、协议通信IO中断信号线。而数字量IO由STM32提供（后期模拟量也应该由mcu提供）

应用层关键的硬件驱动代码：

1、SPI通信接口驱动

根据使用的STM32不同，使用的库函数与时钟频率不同，要求驱动SCK频率2.5ms左右！！！在SPI.c文件中，uint8_t WR_CMD (uint8_t cmd)函数修改为实际使用的SPI接口。

特别注意：AX58100需要两个片选信号控制，SPI CS FMC恒定高电平，SPI CS ESC在需要通信时，低电平唤醒，代码此处需要根据实际IO口修改：

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2、外部IO中断驱动，MCU检测到AX58100中断信号，进行IO数据映射

这里需要开启三个IO中断，根据实际使用的MCU资源驱动中断函数。对应修改宏定义来对应中断函数：

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3、根据使用的系统时钟，配置驱动一个TIM定时器作为总线通信看门狗

必要时，需要调整系统时钟以及定时器中断等级；配置根据实际STM32资源作修改。还需要修改相关宏定义来关联实际使用的定时器中断接口：

通信PDO与硬件数据交互的实现：

从站DC同步通讯模式下的实现原理

第一步：主站请求操作从站

通过循环检查从站邮箱，查看是否收到主站控制请求字，确认控制请求后，复位历史错误标志位等信息，恢复从站到初始状态；继续检查协议芯片当前状态，同步修改MCU运行状态，打开相应功能。涉及函数：ECAT_Main();这一步，从站跟据主站的请求，开启了DC同步中断函数。

第二步：TIM定时器中断开启，定时检查通讯状态

每间隔1ms（一定是1ms），关闭Ether主中断，然后检查周期同步报文丢失的情况；理论同步报文个数与实际作比较，丢失个数超过设定值，则作处理。涉及中断函数：void TimerIsr(void)。

第三步：有一个主中断函数，该函数在SM和DC模式下被启动执行数据的写出映射

如果主从同步模式为SM同步，则中断将执行IO数据双向映射；如果是DC模式，则只执行输出数据的映射，并检查同步数据帧丢帧的情况（输出：从-->主；输入：主-->从）。涉及的中断函数：void PDI_Isr(void)

第四步：DC同步模式一般使用SYN0模式，该模式下，DC同步数据主要是输入数据

在sync0的DC同步模式下，如果SM同步没有开启，则会执行IO双向映射，否则只执行一次输入数据的映射并递交到mcu硬件层。涉及函数：void Sync0_Isr(void)

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