本示例通过创建一个 EtherCAT Master 实例，完成对 EtherCAT 伺服控制器的初始化配置，使伺服电机控制器工作在CSP同步周期位置模式。将 6060h 设置为 8，驱动器处于 CSP 模式，在周期同步位置模式下，上位控制器将规划好的目标位置 607Ah 周期性同步的方式发送给伺服驱动器，位置、速度、转矩控制由伺服内部完成。

EtherCAT CSP+IO

硬件连接

需要准备硬件：

• 睿擎工业开发平台支持板卡 1 块(睿擎派 RC3506)
• EtherCAT 伺服驱动器一套(推荐汇川 SV660N或者 LICHUAN-LC10E)
• EtherCAT IO(SG-ECT-16DI-16DO-NPN)
• 串口调试器、jlink 调试各一套

用网线将伺服控制器 IN 口与开发板 ETH1 网口连接。伺服电机的电源线和编码器线分别接入电源口和 CN3 连接口，IO 接入 IN 口，如图所示：

创建工程点击展开

1. 依次点击 “文件” -> “新建” -> "RT-Thread RuiChing App 项目"。

   

2. 在弹出新建向导中选择 开发版 、BSP: 、示例 、 调试器/下载器。选择好之后点击 “完成”。

   

3. 点击 “完成” 后，等待工程创建完成。

   

4. 创建完成。

   

构建工程点击展开

1. 单击工程使工程进入 Active-Debug 模式。

   

2. 点击工具栏上的构建按钮进行工程编译。

   

3. 构建成功后，会显示构建成功的信息。

   

固件下载点击展开

1. 固化设备树

   

2. 固化 APP

   

控制命令

命令	功能描述	使用示例
ect_csp_io	启动 EtherCAT 主站服务	ect_csp_io
motor_run	启动电机运行	motor_run
motor_stop	停止电机运行	motor_stop
motor_dir [dir]	设置电机转动方向（ 0 或 1 ）	motor_dir 0

核心示例代码

初始化 EtherCAT 主站及配置

• EtherCAT 服务初始化：首先调用 ecat_service_init() 函数初始化 EtherCAT 主站服务的核心组件。
• 网络接口配置：指定 EtherCAT 主站使用的网络接口，如 "e1"。
• 主站结构体初始化：通过 ecat_master_init(&csp_master) 函数初始化主站结构体。
• 总线拓扑配置：调用 ecat_config_init(&csp_master, RT_FALSE) 进行自动拓扑扫描。

ethercat_csp.c

    // EtherCAT 服务初始化：初始化 EtherCAT 主站服务的核心组件
    ecat_service_init();

    // 网络接口配置：指定 EtherCAT 主站使用的网络接口
    if (ifname)
    {
        csp_master.nic0 = ifname;
    }

    // 主站结构体初始化
    err = ecat_master_init(&csp_master);
    if (err)
    {
        rt_kprintf("ethercat master init failed, err:%d\n", err);
        return err;
    }

    // 总线拓扑配置
    err = ecat_config_init(&csp_master, RT_FALSE);
    if (err)
    {
        rt_kprintf("ethercat master init failed, err:%d\n", err);
        goto cfg_init_err;
    }

配置时钟同步和参数映射

• 时钟同步配置：通过ecat_config_dc配置分布式时钟同步。
• PDO 配置：调用sv660n_pdo_config设置伺服驱动器的 PDO 参数映射。
• 映射配置：使用ecat_config_map_group将配置应用到过程数据缓冲区，并在映射失败时返回错误。
• PDO 映射信息获取：使用ecat_slave_info获取 PDO 映射输入和输出。

ethercat_csp.c

    // 时钟同步配置：配置分布式时钟同步
    ecat_config_dc(&csp_master);

    // PDO 配置：设置伺服驱动器的 PDO 参数映射
    sv660n_pdo_config(&csp_master, MOTOR_NUM);

    // 映射配置：将配置应用到过程数据缓冲区
    err = ecat_config_map_group(
        &csp_master, (void *)(csp_master.process_data), 0);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("ecat_config_map_group failed\n");
        return err;
    }
    
    // PDO 映射信息获取：获取从站的 PDO 映射信息
    for(int i = 0; i < slave_counts; i++)
    {
        ecat_slave_info(&csp_master, i+1, &info[i]);
    }

切换到 SAFE-OP 状态

• 通过ecat_write_state将总线上所有从站切换到 SAFE-OP 状态。
• 调用ecat_check_state持续验证所有从站是否成功进入该状态。

ethercat_csp.c

    // SAFE-OP 状态切换：将所有从站切换到 SAFE-OP 状态
    err = ecat_write_state(&csp_master, 0, EC_STATE_SAFE_OP);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("ecat_write_state PRE_OP failed\n");
        goto write_safe_op_err;
    }

    // SAFE-OP 状态验证：检查所有从站是否成功进入 SAFE-OP 状态
    state = EC_STATE_SAFE_OP;
    err = ecat_check_state(&csp_master, 0, &state, 20000000 * 3);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("Not all slaves reached SAFE_OP state.%d\n", err);
        goto check_safe_op_err;
    }

切换到 OPERATIONAL 状态

• 通过ecat_write_state将总线上所有从站切换到 OPERATIONAL 状态。
• 初始化过程数据映射指针并设置控制字为 0x8 (csp)。
• 每次发送 PDO 数据并接收反馈。
• 调用ecat_check_state持续验证所有从站是否成功进入该状态。

ethercat_csp.c

    // OPERATIONAL 状态切换：将所有从站切换到 OPERATIONAL 状态
    err = ecat_write_state(&csp_master, 0, EC_STATE_OPERATIONAL);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("ecat_write_state PRE_OP failed\n");
        return err;
    }

    struct rpdo_csp *rmap;
    struct tpdo_csp *tmap;

    /* swith mode */
    int _chk = 400;
    do
    {
        for (size_t slave = 1; slave <= slave_counts; slave++)
        {
            rmap = (struct rpdo_csp *)(info[slave - 1].outputs);
            tmap = (struct tpdo_csp *)(info[slave - 1].inputs);

            if (slave != 3)
            {
                // 初始化控制字为 0x8 (csp)
                rmap->mode_byte = 0x8;
                servo_switch_op(rmap, tmap);
            }
        }
        
        // 发送和接收 PDO 数据
        ecat_send_processdata_group(&csp_master, 0);
        ecat_receive_processdata_group(&csp_master, 0, 2000000 * 3);
        state = EC_STATE_OPERATIONAL;
        // OPERATIONAL 状态验证：检查所有从站是否成功进入 OPERATIONAL 状态
    } while (_chk-- && (ecat_check_state(&csp_master, 0, &state, 2000) != RT_EOK));

实现电机业务逻辑

• 首先更新伺服状态机并检查运行标志，若停止则发送禁用命令。
• 发送 PDO 数据并接收反馈，根据控制字状态配置目标位置和对应 IO 输出状态。
• 在循环末尾发送 PDO 数据确保状态同步，最后通过 DC 同步和补偿维持设定的周期。

ethercat_csp.c

    while (1)
    {
        if (servo_run == 0)
        {
            for (size_t slave = 1; slave <= slave_counts; slave++)
            {
                rmap = (struct rpdo_csp *)(info[slave - 1].outputs);
                tmap = (struct tpdo_csp *)(info[slave - 1].inputs);

                if (slave != 3)
                {
                    servo_switch_op(rmap, tmap);
                    rmap->control_word = 0x2;
                }
            }
            goto stop;
        }
        
        ecat_send_processdata_group(&csp_master, 0);
        ecat_receive_processdata_group(&csp_master, 0, 2000 * 10);
    
        // 更新伺服状态机并处理控制字
        for (size_t slave = 1; slave <= slave_counts; slave++)
        {
            rmap = (struct rpdo_csp *)(info[slave - 1].outputs);
            tmap = (struct tpdo_csp *)(info[slave - 1].inputs);

            if (slave != 3)
            {
                servo_switch_op(rmap, tmap);
                if (rmap->control_word == 7)
                {
                    rmap->dest_pos = tmap->cur_pos;
                }
                if (rmap->control_word == 0xf)
                {
                    rmap->dest_pos = tmap->cur_pos;
                    if (servo_dir == 0)
                    {
                        rmap->dest_pos -= 1000;
                    }
                    else
                    {
                        rmap->dest_pos += 1000;
                    }
                }
            }
            else
            {
                if (rt_tick_get() - last_ms > RT_TICK_PER_SECOND / 4)
                {
                    static uint8_t index = 0;
                    uint16_t *out = (uint16_t *)rmap;
                    last_ms = rt_tick_get();
                    *out = (0x01 << index);
                    index++;
                    if (index >= 16)
                        index = 0;
                }
            }
        }

        // 等待周期结束
        while (ecat_timer_is_expired(&t) == RT_FALSE);
        ecat_timer_start(&t, 1000);
stop:
        // 在循环末尾发送和接收 PDO 数据
        ecat_send_processdata_group(&csp_master, 0);
        ecat_receive_processdata_group(&csp_master, 0, 2000 * 10);
        rt_thread_delay(1);
    }

示例运行

初始化 EtherCAT 主站

msh > ect_csp_io

启动电机运行

msh > motor_run

改变电机方向

msh > motor_dir 0/1

停止电机

msh > motor_stop

使用 IDE 调试并运行程序，初始化完 EtherCAT 主站后，在终端输入motor_run 运行电机，可以观察到电机旋转。EtherCAT 示例运行后，电机会顺时针旋转。驱动器风扇会开启，面板显示88rn字符。

在终端输入motor_stop 可以停止电机。

在终端输入motor_dir 0/1 可以改变电机方向。