作为通用有效可靠及经济的平台,CAN 总线已经广泛地受到了欢迎。它可以使用于汽车系统、机械、技术设备和工业自动化里几乎任何类型的数据通信。但是,CAN芯片只提供了开放系统互连参考模型(OSI)中的物理层和链路层功能,一般用户必须直接用驱动程序操作链路层,不能直接满足工业控制网络的组态和产品互连要求。为了以CAN芯片为基础构成完整的工业控制现场总线系统,必须制定相应的应用层协议,实现系统的组态、设备互连和兼容功能。为此目的,在德国成立了“自动化CAN用户和制定商协会”(CiA,CAN in Automation),开始着手制定自动化CAN的应用层协议CANopen。目前CANopen协议已经被提交欧洲标准委员会讨论,作为一种新的工业现场总线标准。本文详细剖析了CANopen应用层(CiA DS-301)。解释了CANopen的核心-对象字典、各类通讯对象、标识符的分配,以及一些设备子协议(Device Profiles)。此外,自主开发设计了具有较强通用性的模块化CAN总线控制器。该CAN总线控制器采用二级总线的结构形式,即系统总线和I/O总线分离,将其分为CAN节点控制模块和I/O模块两个相互独立的部分,通过485总线进行数据通讯。用户可根据需要灵活组合I/O模块形成I/O端口,组成完整的CAN节点,其结构灵活,通用性强,每个CAN节点可带的I/O端口增多,使得系统中CAN节点相对减少,系统实时性大大增强。最后,在这个模块化CAN 总线控制器上实现了CANopen 协议中从结点的通讯和网络管理功能。并且在CAN bus 数据的实时调度上进一步做了改进探索。