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现场总线顺应了控制技术发展的需要，是工业自动化控制领域发展的关键技术之一。CAN总线是为解决分布式实时控制而出现的一种串行通讯网络，CANopen是基于CAN总线发展的高层通讯协议规范。CAN总线及CANopen在欧美的工业控制领域处于主流地位，并在各个控制领域得到了广泛的应用。作为一种重要的现场总线，CANopen在国内的发展较为滞后，需要大力的研发和推广应用。设计了嵌入式CANopen网络的主站和具有数字/模拟量I/O功能的从站。选用嵌入式结构作为CANopen主站和从站的硬件结构。基于ARM Cortex-M3系列32位微控制器STM32F103VET6设计了硬件电路，包括CAN驱动接口电路、USART串口调试电路、数字量I/O隔离输入和输出电路、隔离电源电路等。在EDA软件Altium Designer中设计了电路原理图和多层PCB板。开发的CANopen主站和从站的软件主要由四个部分组成：STM32底层驱动、FreeRTOS操作系统、CanFestival协议栈和应用程序。底层驱动采用STM32的固件库函数操作。移植了FreeRTOS实时操作系统用于任务的管理和调度。CanFestival协议栈代码用于实现CANopen的通讯协议。应用程序针对不同的实际应用对象创建不同的任务进程。对CANopen主站和从站进行了系统性能的测试。使用CAN报文分析软件CANalyst对网络通讯对象SDO、PDO、NMT和心跳报文进行了测试，监控了CANopen网络节点的启动过程。测试了CANopen主从结构的系统响应时延，建立了波特率和响应时延的关系曲线。使用示波器对CANopen网络的时延进行了初步分析，表明CANopen主从结构具有几毫秒级的实时性能。基于主从式的CANopen网络控制结构在实际的焊接工艺过程控制中进行了验证测试。从站对脉冲焊接的电流信号采集并发送给主站，主站处理信号并控制另一个从站I/O口的电磁气阀动作，实现了保护气体成分的脉动切换。焊接电参数的波形与控制信号的对比结果验证了嵌入式CANopen主站和从站在实际应用中具有良好的实时性和可靠性。