基于STM32的EtherCAT从站IO讲解

特别说明：

1、这是一个大佬的tao店：1.0 ha:/₴sklPcDGhJOy₤（我是买他的开发板的）

2、源代码设涉及版权问题，所以博客将不提供源码，请大家谅解

3、欢迎大家加我wx：wxk101633  备注：博客  。发布此博客时，正在春节，写得不够好，请大家交流反馈。感谢！！

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一、基础讲解：

1、EtherCAT从站与EtherCAT主站最大的不同在于：主站完全准寻IP协议的7层网络结构，而从站的物理链路层与主站不同，物理链路层的数据报文格式由倍福公司规定。

2、通常情况下，我们不能使用普通的网卡芯片作为从站的物理链路层；可以使用ET1100、LAN9252、AX58100等协议芯片来实现。

3、这个博客里，我使用的是AX58100芯片，用STM32作为实现应用层的CPU；实现一个16进16出的数字量IO从站。

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二、从站设备描述文件XML

1、XML文件基础介绍

XML文件是从站设备描述文件，被烧写在从站协议芯片可读写的EEPROM中；AX58100上电后，会从EEPROM中加载相关的配置选项，通过SPI通信与CPU交互，初始化CPU相关资料并初始化通信。

主站则需要根据从站的XML描述文件，发送PDO或SDO数据报文请求读写从站的寄存器。

2、XML文件结构介绍

整体框架如图：

这里重点讲解EtherCATInfo这一栏；Vendor包含设备供应商的描述，Descriptions包含所有设备资源描述，是最重要的地方。

打开Verdor，我们可以通过修改ImageData节点的数据，来修改设备挂载到主站下后的形象：

打开数据节点Descriptions，这里是我们修改自己的数据资源主要地区：

到这里，我将通过具体的例子来讲解如何改写XML文件：（如果不这样，很难描述清楚）

第一步：修改设备挂载后的名字 打开Descriptions-->Devices-->Devices-->Type-->Text，这里修改的是，主站设备挂载该从站IO后的默认实例名称；打开Descriptions-->Devices-->Devices-->Name，将内容修改为设备的名称。 / 第二步：配置各种通信超时时间（通常保持默认，后期主站挂载从站时可以通过主站来调整） 打开Descriptions -->Devices-->Device-->Info / 第三步：开始创建16路IO映射变量区（重要环节） 1、首先，需要想好实际要映射的数据PDO；例如我们要映射16路的数字量输入（Tx）和16路的数字量输出（Rx）。 2、先讲解一下，EtherCAT协议规范的PDO数据映射关系： 3、注意：AX58100等协议芯片中，数据寄存器的地址是按16位（字）单位偏置的，所以在定义PDO数据报文时，每个PDO报文必须至少传递一个字的数据长度，不足的需要补齐！！ 4、现在，我们先修改或添加对应PDO的数据类型(如果是DINT INT等标准数据类型，则必须是EtherCAT协议允许的才可以)：Descriptions-->Devices-->Device-->Profile-->Dictionary-->DataTypes-->DataType 5、类型定义好了，接下来修改对应的PDO报文申明：Descriptions-->Devices-->Device-->Profile-->Dictionary-->Objects-->Object 6、申明好PDO数据报文后，接下来我们需要修改SM同步数据通道，将数据映射到父级，协议芯片将从这里开始逐级索引数据报文：Descriptions-->Devices-->Device-->sm、Rxpdo、Txpdo（协议芯片从这里开始加载数据到内核，并从报文中读取数据到内核） 7、修改SM内容后，你会发现，父级PDO x1601（Rxpdo）和x1a00 PDO节点的映射内容也发生了改变；所以这些父级节点对应的数据类型与PDO申明也需要修改：（父节点PDO的每个成员是子PDO节点的寄存器地址，32位数据） // 第四步：将修改好的XML文件通过twcat软件烧写到协议芯片的EEPROM中。

三、STM32应用层代码的修改

实际上，单纯修改XML文件只是可以让协议芯片在于主站交互数据报文时，有一个依据而已，实际需要交互的数据需要有从站的CPU和外设提供，通过SPI与协议芯片交互。所以，我们还需要再STM32程序内驱动对应的硬件设备，并实现spi数据读写交互。

这里只讲解需要修改的部分： 第一步：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） 第二步：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） 第三步：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 第四步：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 第五步：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 第六步：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 第七步：硬件驱动初始化，否则数据也无法在硬件上体现出来