Embedded Networking with CAN and CANopen (Re-Publication) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Copperhill Media

作者:Olaf Pfeiffer

出品人:

页数:554

译者:

出版时间:2008

价格:$ 55.37

装帧:Paperback

isbn号码:9780976511625

丛书系列:

图书标签:

• Realtime_communications
• Fieldbus
• CAN
• CAN
• CANopen
• Embedded Systems
• Networking
• Automotive
• Industrial Control
• Microcontrollers
• Communication Protocols
• Real-Time Systems
• Embedded Software

深度解析嵌入式网络：CAN与CANopen技术详解 本书并非一本关于“Embedded Networking with CAN and CANopen (Re-Publication)”的图书简介。相反，它是一部深入探讨嵌入式系统通信领域核心技术的专业著作。我们将聚焦于工业自动化、汽车电子、医疗设备以及航空航天等关键领域广泛应用的CAN（Controller Area Network）总线协议，以及构建在其上的高级通信协议栈CANopen。 第一部分：CAN总线协议的基石 本部分将为读者打下坚实的CAN总线基础。我们将从CAN协议的诞生背景、设计哲学出发，深入剖析其在多主站、非破坏性仲裁、错误检测与隔离等方面的独特优势，这些特性使得CAN成为鲁棒性、可靠性极高的工业通信标准。 CAN协议的诞生与演进： 回溯CAN协议的起源，探讨其在汽车领域最初的需求，以及如何发展成为一种通用的串行通信总线。 物理层与电气特性： 详细阐述CAN的物理层接口，包括差分信号传输、终端电阻的作用、总线拓扑结构的选择，以及如何保证在严苛工业环境下信号的稳定传输。 数据链路层详解： 这是CAN协议的核心。我们将逐一解析CAN的数据帧格式（标准帧与扩展帧）、仲裁过程（基于优先级、位比较）、错误帧的类型与处理机制（位错误、填充错误、CRC错误、应答错误、位填充错误）、帧间隔与回话请求，以及非破坏性仲裁如何确保高优先级报文的优先传输。 CAN控制器的工作原理： 深入理解CAN控制器的内部结构，包括发送缓冲区、接收缓冲区、过滤器（接收滤波）、位定时等关键模块，以及它们如何协同工作以实现高效的数据收发。 CAN总线上的错误管理： 详细介绍CAN协议内置的错误检测与故障隔离机制，包括错误计数器、错误状态（Error Active, Error Passive, Bus Off）、自动重发机制，以及这些机制如何确保通信的健壮性。 第二部分：CANopen协议的构建与应用 在掌握了CAN总线的基础之后，本部分将聚焦于CANopen协议，它是在CAN总线之上构建的，用于实现设备间信息交互和控制的标准化应用层协议。CANopen极大地简化了不同制造商、不同类型设备的互联互通，是构建复杂嵌入式网络系统的关键。 CANopen协议架构概览： 介绍CANopen协议的整体框架，包括其目标、设计理念以及与CAN协议的关系。 对象字典（Object Dictionary, OD）： 这是CANopen的核心概念。我们将详尽解释对象字典的结构、条目类型（索引、子索引、数据类型）、访问权限，以及它是如何作为设备内部参数和通信对象的统一描述。 通信对象（Communication Objects）： 重点讲解CANopen中几种核心的通信对象： PDO (Process Data Object)： 讲解PDO的发送（TPDO）和接收（RPDO）机制，如何映射过程数据，以及同步（SYNC）报文在PDO传输中的作用。 SDO (Service Data Object)： 阐述SDO的客户端/服务器模型，如何通过SDO读写设备的对象字典条目，实现参数配置、诊断和控制。 NMT (Network Management)： 介绍NMT服务，包括网络启动、停止、重置以及节点状态管理。 EMCY (Emergency Message Object)： 讲解EMCY报文的格式与用途，以及设备在发生故障时如何通过EMCY通知网络中的其他节点。 SYNC (Synchronize Message)： 详细说明SYNC报文的作用，如何触发PDO的同步传输，实现多设备间的数据同步。 CANopen设备模型： 介绍CANopen定义的标准设备模型，包括驱动、编码器、控制器等，以及这些模型如何促进设备的互操作性。 CANopen网络配置与管理： 讲解如何进行CANopen网络的拓扑设计，设备地址分配，对象字典的配置，以及如何使用CANopen网络管理工具。 CANopen的实现与实践： 提供实际项目中的应用案例，包括嵌入式系统开发中CANopen协议栈的选择、移植与优化，以及如何进行CANopen网络的调试与故障排除。 第三部分：高级主题与前沿展望 在掌握了CAN与CANopen的基础理论与实践后，本部分将进一步拓展读者的视野，探讨更高级的主题和未来的发展趋势。 CAN FD (CAN with Flexible Data-Rate)： 深入介绍CAN FD协议，它在传统CAN协议的基础上提高了数据传输速率和有效载荷，以及在实际应用中的优势与挑战。 CANopen Safety（CiA 443）： 探讨CANopen Safety协议，它为实现安全相关通信提供了保障，例如在工业安全控制系统中的应用。 CANopen Device Profiles的扩展与定制： 介绍如何根据特定应用需求，扩展或定制CANopen设备配置文件，以支持更复杂的功能。 嵌入式系统中的CAN/CANopen开发工具链： 介绍主流的CAN/CANopen开发工具，包括仿真器、分析仪、配置软件等，以及它们在开发过程中的作用。 实时操作系统（RTOS）与CAN/CANopen的集成： 探讨在RTOS环境下如何高效地集成CAN/CANopen驱动和应用，以及任务调度对通信性能的影响。 未来趋势与挑战： 展望CAN和CANopen在物联网（IoT）、工业4.0等新应用场景中的发展潜力，以及可能面临的技术挑战。 本书内容详实，逻辑清晰，旨在帮助读者全面掌握CAN和CANopen这两项在现代嵌入式系统中至关重要的通信技术，无论是初学者还是有经验的工程师，都能从中受益，提升在相关领域的专业能力。

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从整体的阅读体验来看，这本书的语言风格呈现出一种我非常欣赏的特质：精确而富有洞察力。它没有使用过多花哨的修辞来掩盖技术的复杂性，而是用一种近乎于严谨的学术口吻，将那些原本抽象的通信机制具象化。我试着快速扫过其中关于报文仲裁和数据链路层细节的部分，发现作者在解释冲突解决机制时，所使用的类比和图示非常直观，这对于理解那些需要高速、高可靠性传输场景下的底层竞争逻辑至关重要。这种清晰的表达能力，极大地降低了理解复杂概念的认知负荷。更令人感到欣慰的是，书中似乎保持了一种持续的互动性，作者似乎一直在与读者进行“对话”，不断地提出问题，然后引导我们进入解决方案的探讨。它不像是一个单向的知识倾倒，更像是一场邀请你共同参与的深度技术研讨会，这种氛围让人感到备受尊重。

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最让我感到兴奋的一点是，这本书似乎跨越了单纯的技术堆砌，触及到了“系统思维”的层面。在技术迭代如此迅速的今天，仅仅掌握某一具体协议的版本信息是远远不够的，更重要的是理解其设计哲学和演进的必然性。这本书在引入特定技术点时，是否追溯了其历史背景和选择这些技术路径的原因？我观察到一些章节标题暗示了对性能优化和资源受限环境下的适配策略的讨论。在一个物联网（IoT）日益碎片化的时代，如何用最经济的方式实现可靠通信，是摆在所有嵌入式架构师面前的难题。如果本书能提供一套基于原理的、可推广的优化思路，而不是仅仅展示某一个特定芯片的优化技巧，那么它的生命周期和价值就会大大延长。这种对“为什么”和“如何通用化”的关注，体现了作者超越具体实现，着眼于工程智慧的高度。

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这本书的体量和内容密度让我对它的价值有了初步的判断——这显然不是一本为初学者设计的速成指南，它更像是一本为资深工程师准备的“工具箱”或者说是“知识宝库”。翻阅其中关于状态机管理和设备描述文件的章节时，我感受到了作者对于工业控制领域实际需求的深刻理解。这些部分往往是协议落地实施中最具挑战性的部分，涉及大量的配置管理和互操作性问题。如果书中能提供成熟的实践经验和避免常见陷阱的忠告，那么它的实际应用价值将无可估量。我尤其看重它是否能够提供足够的“灰色地带”的讨论，即在标准规范的边缘，实际工程中是如何通过巧妙的设计来确保系统稳定运行的。从目录结构来看，这种深度挖掘的可能性是存在的，这让我对它能够成为我工作流中的“常备参考书”充满了信心。

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当我开始粗略浏览这本书的章节标题时，我注意到它在处理“网络化”这一主题时，似乎采取了一种非常注重底层原理与上层应用相结合的叙事方式。很多同类书籍往往会偏重某一方，要么是晦涩难懂的协议栈细节，要么是浮于表面的应用案例，但这本书的结构似乎试图在两者之间架起一座坚固的桥梁。我特别留意到关于时间同步和错误处理的章节标题，这通常是嵌入式领域中最容易出纰漏，也是最考验工程师功底的部分。编写者似乎并未回避这些“硬骨头”，反而将其作为重点进行阐述，这对我这种追求工程鲁棒性的读者来说，无疑是极大的吸引力。它不是那种只告诉你“怎么做”的书，更像是会告诉你“为什么必须这么做”的书。这种对“知其所以然”的强调，预示着它能帮助我构建一个更加健壮的认知框架，而不是仅仅学会复制粘贴现成的代码片段。这种深层次的挖掘，在我看来，是区分一本优秀参考书和一本普通教材的关键所在。

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这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象，封面采用了哑光处理，触感细腻，那种低调的专业感一下子就抓住了我的眼球。色彩搭配上，深沉的藏蓝与点缀其间的电路板绿色，完美地烘托出内容那种严谨而前沿的气质。虽然我还没完全深入到技术细节中，但光是翻阅目录和前言，就能感受到编著者在结构组织上的匠心独运。章节之间的逻辑过渡非常顺畅，仿佛是在引导读者进行一次系统性的知识构建之旅，而不是简单的知识点堆砌。特别是排版，字间距和行距都拿捏得恰到好处，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。这种对细节的极致追求，让我对书中内容的深度和广度抱有极高的期待。我可以预见，这不仅仅是一本技术手册，更像是一件精心打磨的工艺品，体现了对嵌入式系统设计者工作状态的深刻理解。如果说技术书籍的价值有很大一部分体现在其呈现方式上，那么这本书在物理层面上已经为我树立了一个极高的标杆。我期待着深入阅读，看看其内在的知识体系是否能与这精致的外壳相匹配。

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