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计算机、通信和控制技术的迅速发展,使得网络集成信息自动化正在迅速应用到各种工业控制领域。以嵌入式系统和设备为基础的现场总线控制系统已经取代传统的集散控制系统。作为新兴的总线通信之一,基于CAN总线的CANopen通信已经在国外得到广泛的开发和应用,已经被应用于交通、医疗、楼宇、安防、自动化生产等各种控制系统。并且随着CANopen通信协议的标准化和日益完善,应用前景将十分广阔。而我国则起步较晚,国内鲜有CANopen协议的自主开发,CANopen通信的应用和开发基本上被国外所垄断。本人在实际工作中深深地体会到,由于国内CANopen通信技术开发上的滞后,使得无论是国外先进控制系统的应用还是国内的控制系统产品的设计开发都带来了很大的困难。CANopen通信的核心就是CANopen控制器。而具有网络管理功能的CANopen控制器即CANopen主控制器更是如此,一个CANopen通信网络的性能很大程度上取决于CANopen主控制器的设计。所以一个CANopen主控制的设计开发对于CANopen通信网络的开发具有重要意义。本文首先简要介绍了CAN总线技术,CANopen通信协议及其应用;在此基础上,对基于CANopen协议的CAN总线网络的结构,CANopen网络主节点的构成方式和功能组成进行了分析,从而得出了一个清晰的系统模型;基于标准的通信协议,详细分析了CANopen主节点的工作机制;最后在硬件、软件两方面,实现了基于标准CANopen协议—CiA DSP-301,CiA DSP-302以及CiA DSP-305的网络主节点的设计,为基于CANopen协议的网络主节点的设计开发提供实现的过程和方法。本人参与了基于CANopen通信的I/O控制器的设计开发,以及国外基于先进的CANopen通信的伺服运动控制系统的应用。对CAN总线及CANopen协议有深入的掌握,对基于CAN总线及CANopen通信的控制设备的应用有较丰富的经验。基于以上原因,使本文具有较强的工程应用参考价值。