第1章 概述 1
1.1 实时工业以太网概述 1
1.2 EtherCAT协议概述 3
第2章 EtherCAT协议 5
2.1 EtherCAT系统组成 5
2.1.1 EtherCAT主站组成 5
2.1.2 EtherCAT从站组成 6
2.1.3 EtherCAT物理拓扑结构 8
2.2 EtherCAT数据帧结构 9
2.3 EtherCAT报文寻址和通信服务 10
2.3.1 EtherCAT网段寻址 11
2.3.2 设备寻址 12
2.3.3 逻辑寻址和FMMU 14
2.3.4 通信服务和WKC 16
2.4 分布时钟 17
2.4.1 分布时钟描述 17
2.4.2 传输延时和时钟初始偏移量的测量 18
2.4.3 时钟同步 19
2.5 通信模式 21
2.5.1 周期性过程数据通信 21
2.5.2 非周期性邮箱数据通信 24
2.6 状态机和通信初始化 25
2.7 应用层协议 27
第3章 EtherCAT从站控制芯片 29
3.1 ESC概述 30
3.1.1 ESC芯片种类 30
3.1.2 ESC存储空间 30
3.1.3 ESC特征信息 35
3.2 ESC芯片ET1100 37
3.2.1 ET1100引脚定义 37
3.2.2 物理通信端口 41
3.2.3 PDI接口 45
3.2.4 配置引脚 52
3.2.5 其他引脚 53
3.3 ESC数据链路控制 55
3.3.1 ESC数据帧处理 55
3.3.2 ESC通信端口控制 56
3.3.3 数据链路错误检测 58
3.3.4 ESC数据链路地址 59
3.3.5 逻辑寻址控制 60
3.4 ESC应用层控制 61
3.4.1 状态机控制和状态 61
3.4.2 中断控制 63
3.4.3 看门狗控制 64
3.5 存储同步管理 65
3.5.1 存储同步管理器概述 65
3.5.2 缓存类型数据交换 67
3.5.3 邮箱数据通信机制 68
3.6 从站信息接口 71
3.6.1 EEPROM内容 71
3.6.2 EEPROM访问控制 72
3.6.3 EEPROM操作错误处理 75
3.7 分布时钟操作 76
3.7.1 分布时钟信号 76
3.7.2 分布时钟的初始化 80
3.7.3 同步信号的配置 83
第4章 EtherCAT硬件设计 84
4.1 EtherCAT从站PHY器件选择 84
4.2 微处理器操作的EtherCAT从站硬件设计实例 85
4.2.1 ET1100的接线 86
4.2.2 ET1100配置电路 88
4.2.3 MII接线 89
4.2.4 微处理器接口引脚接线 91
4.3 直接I/O控制EtherCAT从站硬件设计实例 92
第5章 EtherCAT伺服驱动器控制应用协议 95
5.1 CoE(CANopen over EtherCAT) 95
5.1.1 CoE对象字典 96
5.1.2 周期性过程数据通信 97
5.1.3 CoE非周期性数据通信 98
5.1.4 应用层行规 108
5.2 SoE(SERCOS over EtherCAT) 115
5.2.1 SoE状态机 115
5.2.2 IDN继承 116
5.2.3 SoE过程数据映射 117
5.2.4 SoE服务通道 120
第6章 EtherCAT主站驱动程序 127
6.1 数据定义头文件 128
6.2 网卡操作相关类的定义和实现 135
6.2.1 基于NDIS的网卡驱动程序 135
6.2.2 CEcNpfDevice类 137
6.2.3 CNpfInfo类 140
6.2.4 获得计算机网卡信息 141
6.2.5 打开网卡 143
6.2.6 发送数据帧 146
6.2.7 接收数据帧 147
6.2.8 关闭网卡 151
6.3 从站设备对象的定义和实现 152
6.3.1 CEcSimSlave类的定义 153
6.3.2 CEcSimSlave类的实现 154
6.4 主站设备对象的定义和实现 157
6.4.1 CEcSimMaster类的定义 157
6.4.2 初始化和启动CEcSimMaster数据对象 159
6.4.3 配置从站设备对象 160
6.4.4 状态机运行 163
6.4.5 发送非周期性EtherCAT数据报文 166
6.4.6 发送周期性EtherCAT数据帧 168
6.4.7 接收EtherCAT数据帧 174
6.5 主站实例程序 177
6.5.1 通信配置初始化流程 178
6.5.2 周期性运行控制 181
第7章 从站驱动程序 183
7.1 从站驱动程序头文件ec_def.h 183
7.2 从站基本操作 192
7.3 从站驱动程序总体结构 195
7.4 从站周期性数据的处理 198
7.4.1 同步运行模式 198
7.4.2 自由运行模式 199
7.5 从站非周期性事件的处理 201
7.6 从站状态机的处理 201
7.6.1 状态机处理流程 202
7.6.2 检查SM通道设置 206
7.6.3 启动邮箱数据通信 212
7.6.4 启动周期性输入数据通信 213
7.6.5 启动周期性输出数据通信 215
7.6.6 停止EtherCAT数据通信 216
参考文献 218