一、设备安装
1.设备尺寸（GCAN-IO-4038图纸）
设备外形尺寸：(长，含接线端子)122mm * (宽)70mm * (高)25mm。
图 2.1 设备外形尺寸
2.接口定义及功能
GCAN-4038模块集成一路 DC9-30V电源接口、1路标准CANopen接口、8路模拟量差分信号输入接口（每路均为独立输入）。GCAN-4038模块电源接口、4路模拟量差分信号输入接口位置如图2.2所示，接口定义如表2.1所示。
图 2.2 电源及 4 路模拟量输入接口位置
表 2.1 电源及 8 路开关量输入接口定义
GCAN-4038模块CAN-bus通道，由1个4 Pin插拔式接线端子引出，可以用于连接1个CAN-bus网络或者CAN-bus接口的设备。GCAN-4038模块CAN-bus接口、另外4路模拟量差分信号输入接口位置如图2.3所示，接口定义如表2.2所示。
图 2.3 CAN-bus 接口、4 路模拟量输入接口位置
表 2.2 CAN-bus 接口、4 路模拟量输入接口定义
GCAN-4038模块拨码开关如图2.4所示，GCAN-4038模块拨码开关最左侧为复位按键，默认在下方，为调试接口，请不要拨动。复位按键右侧7位为节点号设置开关。最右侧4位为波特率设置开关。左侧为高位，右侧为低位。
图 2.5 GCAN-4038 模块拨码开关
二、设备使用
1.电源连接
GCAN-4038 模块支持工业现场常见的+9-30V DC 直流电源。为保证模块可靠工作，建议您使用+12V 或+24V 的 DC 直流稳压电源。
GCAN-4038 模块电源提供反接保护，可防止用户因电源接线错误损坏模块。
2.与 CAN-bus 连接
GCAN-4038模块接入CAN总线连接方式为将CAN_H连CAN_H，CAN_L连CAN_L即可建立通信。
CAN-bus网络采用直线拓扑结构，总线最远的2个终端需要安装120Ω的终端电阻；如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。对于分支连接，其长度不应超过3米。CAN-bus总线的连接如图3.1所示。
图 3.1 CAN-bus 网络的拓扑结构
请注意：CAN-bus 电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。理论最大通信距离主要取决于总线波特率，最大总线长度和波特率关系详见表 3.1。若通讯距离超过 1km，应保证线的截面积大于Φ1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。
表 3.1 波特率与最大总线长度参照表
3.CAN 总线终端电阻
为了增强CAN通讯的可靠性，消除CAN总线终端信号反射干扰，CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻，如图3.2所示。终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。例如双绞线的特性阻抗为120Ω，则总线上的两个端点也应集成120Ω终端电阻。如果网络上其他节点使用不同的收发器，则终端电阻须另外计算。
图 3.2 GCAN-4038 与其他 CAN 节点设备连接
请注意：GCAN-4038模块内部未集成120Ω终端电阻。如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。需要使用时，将电阻两端分别接入CAN_H、CAN_L即可，如图3.2所示。
4.系统状态指示灯
GCAN-4038模块具有1个PWR指示灯、1个SYS指示灯、1个CAN指示灯来指示设备的运行状态。这3个指示灯的具体指示功能及状态如表3.2所示。
表 3.2 GCAN-4038 模块指示灯状态
三、配置说明
用户可使用模块上方的拨码开关自行设定 GCAN-4038 模块的参数，以满足实际应用场合的需要。GCAN-4038 模块的配置，包括模块的节点号和波特率两部分。
请注意：通过拨码开关改变 GCAN-4038 模块的参数之后，需要重新对模块上电之后，新的参数才会生效。
1.CAN 节点号配置
如图 4.1 所示，拨码开关的每个位拨向“ON“位置时，该位为“1”，如果拨向“OFF”位置，则该位为“0”。 拨码开关的 2－8 位用于设定模块的节点号(NODE ID)，第八位为最低位，第二位为最高位，模块的节点号(NODE ID)是各个二进制位对应的十进制数值之和，通过拨码开关设定模块的节点号(NODEID)的有效范围为 0～127。
请注意：拨码开关第一位为配置拨码，默认为 OFF（下方），请不要拨动。
图 4.1 CAN 节点号配置说明
2.CAN 波特率配置
右侧拨码开关的 1-4 位用于设定模块的波特率，第一位为低位，第四位为高位。波特率与开关设置对应值如下表 4.2 所示。
图 4.2 CAN 波特率配置说明
四、通讯报文格式
本章将使用广成科技 USBCAN-II Pro 模块及 GCANTools 软件可以进行 CAN总线数据的接收与发送。软件附带的 CANopen 主站功能可以帮助调试 CANopen从站，非常的方便实用。
使用广成科技的 USBCAN 总线分析仪可模拟 CAN 总线通信设备，进行GCAN-4038 模块的通讯测试。USBCAN 总线分析仪是一种直观的 CAN 总线调试分析工具，使用该设备可以通过电脑监控、模拟 CAN 数据收发，是从事 CAN总线行业的工程师必备的工具。
1.节点状态
GCAN-4038 模块满足标准 CANopen CiA 301 协议，是标准的 CANopen 从站设备。GCAN-4038 启动后将主动发出数据给主站，帧 ID 为 0x700+Node ID。帧数据为 0x7F，默认循环时间为 1s（对象字典 0x100C，节点守护时间）。这说明节点处于预操作状态。
例如：通过拨码开关设置 GCAN-4038 的 Node ID 为 1（以下节点号均为 1），则 USBCAN-II Pro 作为主站设备可接收到一条节点状态数据，帧 ID 为 0x701，帧数据为 0x7F。如图 5.1 所示，使用 ECANTools 软件可以收到这条数据。
图 5.1 启动命令监控界面
2.NMT 命令
GCAN-4038 模块接收由主站发出的操作指令，帧 ID 为 0x000，DLC 为 2，帧数据第一个字节为命令符，第二个字节为节点号（若为 00 则控制全部节点）。
例如：GCAN-4038 的 Node ID 为 1，命令 GCAN-4038 为进入操作状态（01），则 NMT 命令帧 ID 为 0x000，帧数据为 0x01,0x01。该命令也可由 GCANTools软件的 CANopenMaster 插件发出。
图 5.2 NMT 命令发送界面
使用 ECANTools 软件命令 GCAN-4038 进入操作状态的步骤是：①将从站节点号填入 ID 后面的文本框中，②点击添加从站按钮，③打开节点左侧的+号，并点击“NMT”，④选择“Start Remote Node”（默认），点击下方的“NMT”按钮。如图 5.3 所示，发送后可在 ECANTools 监控界面中查看到 NMT 命令，且发送完 NMT 命令后，节点状态变为 0x05（操作状态）。
图 5.3 NMT 命令监控界面
3.PDO 命令
GCAN-4038 模块采用 PDO（Process Data Object，过程数据对象）对模拟量信号进行采集。其中，TPDO 用于表示模拟量采集目前的状态，共有 2 个 TPDO. 其中 TPDO1 代表前 4 个通道，TPDO2 代表后 4 个通道。模拟量采集状态每个通道由两个字节来表示，TPDO1 的第一第二字节表示通道 1；第三第四字节表示通道 2；第五第六字节表示通道 3；第七第八字节表示通道 4；TPDO2 的第一第二字节表示通道 5；第三第四字节表示通道 6；第五第六字节表示通道 7；第七第八字节表示通道 8。模拟量采集共支持 3 种形式：-5V~+5V，-10V~+10V，-20mA~+20mA；但并不是同时支持。具体支持哪种形式需要通过 SDO 设定（会在 4 SDO 命令中讲解）。默认为-10V~+10V。
例如，GCAN-4038 模块节点号设为 1。若目前端口形式为默认的-10V~+10V，若通道 1 输入的电压为 5V，则对应数字量为 16383，转换为 16 进制是 3FFF，又因为数据传输中低位在前高位在后，所以数据为 FF 3F。若其余通道均无输入，则 TPDO1 命令的帧 ID 为 0x181，数据长度（DLC）为 8，帧数据为 FF 3F 00 0000 00 00 00 。TPDO2 命令的帧 ID 为 0x281，数据长度（DLC）为 8，帧数据为00 00 00 00 00 00 00 00 。
如图 5.4 所示，在发送启动指令后，第一路输入 5V 电压，实际显示 DC 3F。有误差，但在允许范围内。TPDO 的发送方式为循环发送，周期为 1ms。
图 5.4 PDO 命令接收界面
4.SDO 命令
GCAN-4038 模块可通过发送 SDO 命令写参数，修改模拟量输入形式。该参数位于对象字典索引 0x2400、子索引 0x00，数据类型 Unsigned8。数据为 0x02和 0x07 时 为 -10V~+10V ， 数 据 为 0x00 时 为 -5V~+5V ， 数 据 为 0x05 时 为-20mA~+20mA。默认为-10V~+10V。
需要在 GCAN-4038 处于预操作状态（0x7F）时，发送 SDO 命令读写参数。将默认的-10V~+10V 修改为-5V~+5V 具体修改步骤如下：①若 GCAN-4038 不处于预操作状态，将GCAN-4038重新上电，进入ECANTools软件的CANopenMaster插件，点击 NMT，选择 Enter Pre-operational State，之后点击 NMT 按钮，使设备进入预操作状态，②在 CANopenMaster 界面中，点击左侧的“SDO”，③点击“SDO 下载（写参数）”，④在索引、子索引等位置依次输入 0x2400、0x00、Unsigned8、0x00、十六进制，如图 5.7 所示，之后点击 Send 按钮。若下方 SDO应答区收到如图 5.7 的数据则说明通信正常。
图 5.7 SDO 命令发送界面 A
发送 SDO 命令后，在 CANopenMaster 插件中点击 NMT，切换到 NMT 界面。选择 Start Remote Node，之后点击 NMT 按钮，使设备进入操作状态，Gcantools 会收到 4038 发送的 TPDO。数据如图 5.9 所示。
修改为-20mA~+20mA 同理，只需将数据 0x00 改为 0x05 即可。
需要注意的是，-10V~+10V 和-5V~+5V 模式不需要接短接帽；-20mA~+20mA模式，需要将电路板的短接帽接上。如图 5.8 所示。也可在购买时联系客服提前确定模拟量采集的形式，我们会发货前帮您接好。（注：修改完之后重新上电生效。）
图 5.8 接上短接帽
图 5.9 SDO 命令监控界面
五、GCAN-4038对象字典
参照用户手册20页：GCAN-4038 CANopen IO模块用户手册
