NMT / SYNC / TIME / EMCY / Heartbeat 报文格式

官方概念来源：

• Network management
• Error control protocols
  字节布局依据 CiA 301 公开描述与业界一致实现（正式 PDF 以 CiA 为准）

---

1. NMT（Network Management）报文

1.1 帧头

项	值
COB-ID	0x000（全网最高优先级）
DLC	2
发送方	NMT Manager（主站）
接收方	指定从站或全部从站

CiA 说明：NMT 协议为 单帧 2 字节；第 1 字节为命令说明符（CS），第 2 字节为 Node-ID；Node-ID = 0 表示全体节点执行该命令。

1.2 数据场

 Byte0        Byte1
┌───────────┬──────────┐
│ CS        │ Node-ID  │
│ (命令)    │ 0=广播   │
└───────────┴──────────┘

1.3 命令说明符（CS）常用值

CS	含义	目标状态/动作
0x01	Start Remote Node	→ Operational
0x02	Stop Remote Node	→ Stopped
0x80	Enter Pre-Operational	→ Pre-Operational
0x81	Reset Node	复位应用（进 Initialization 流程）
0x82	Reset Communication	复位通信参数

1.4 抓包示例

can0  000   [2]  01 05     # Start 节点 5
can0  000   [2]  80 00     # 全网进入 Pre-Operational
can0  000   [2]  81 03     # Reset 节点 3

1.5 与状态机关系（报文视角）

• 上电后设备自行完成 Initialization，发 Boot-up，进入 Pre-Operational（见 §5）
• 主站用 NMT 报文强制迁移；PDO 仅在 Operational 允许
• Stopped 时设备仍应响应 NMT，并可通过错误控制指示状态

详见概念篇：02-NMT与错误控制.md

---

2. SYNC（同步）报文

2.1 帧头

项	值
默认 COB-ID	0x080（对象 1005h 可改）
DLC	0（无计数器）或 1（带 1 字节计数器，可选）
方向	通常由同步生产者（常为主站）广播

作用：触发 同步传输类型 的 PDO（见 12-PDO）。

2.2 数据场

无计数器：DLC=0，无 Data

有计数器：
 Byte0
┌─────────┐
│ Counter │  每次 SYNC 递增（实现/配置相关）
└─────────┘

相关 OD：1005h COB-ID SYNC、1006h Communication cycle period、1007h Synchronous window length（若支持）。

2.3 抓包示例

can0  080   [0]
can0  080   [1]  2A          # 带计数器的 SYNC

---

3. TIME（时间戳）报文

3.1 帧头

项	典型值
默认 COB-ID	0x100
DLC	6

3.2 数据场（概念）

 Byte0 …… Byte3   Byte4 Byte5
┌────────────────┬────────────┐
│ ms of day      │ days       │
│ (无秒，自当日0点)│ (自1984-01-01)│
└────────────────┴────────────┘

具体编码以 CiA 301 / 设备手册为准；工程上 TIME 为可选功能。

---

4. EMCY（Emergency）报文

4.1 帧头

项	值
默认 COB-ID	0x080 + Node-ID（1014h 可改）
DLC	恒为 8
方向	错误生产者 → 网络

4.2 数据场（CiA 301 结构）

 Byte0  Byte1  Byte2     Byte3 …… Byte7
┌──────┬──────┬─────────┬──────────────────┐
│ Error Code  │ Error   │ Manufacturer     │
│ (低) │ (高) │ Register│ Specific Field   │
│             │ (1001h) │ (5 bytes)        │
└──────┴──────┴─────────┴──────────────────┘

字段	长度	含义
Emergency Error Code	2 B	错误码（小端）；0000h 常表示错误清除/无错误
Error Register	1 B	对应 OD 1001h 当前值
Manufacturer Specific	5 B	厂商自定义附加信息

可选：1015h EMCY Inhibit Time（抑制过密 EMCY）；1003h 预定义错误场（历史）。

4.3 抓包示例（Node-ID=5）

can0  085   [8]  00 10 81 00 00 00 00 00
# Error Code = 0x1000，Error Register = 0x81，其余厂商字段

---

5. Boot-up 与 Heartbeat 报文

二者共用错误控制 CAN-ID 族（CiA：Error control）：

项	值
COB-ID	0x700 + Node-ID
DLC	1

5.1 Boot-up

• 在 Initialization 结束、进入 Pre-Operational 之前作为最后动作发送
• Data[0] 固定为 0x00
• 运行中意外再收到 Boot-up → 可能节点复位/掉电重启

can0  705   [1]  00          # 节点 5 Boot-up

5.2 Heartbeat（Producer）

Data[0]	NMT 状态
0x00	Boot-up（仅 boot-up 协议使用该值语义）
0x04	Stopped
0x05	Operational
0x7F	Pre-Operational

周期由 1017h Producer Heartbeat Time（ms；0=关闭）配置。
消费者用 1016h 监视超时。

can0  705   [1]  05          # 节点 5 声明 Operational
can0  705   [1]  7F          # 节点 5 声明 Pre-Operational

5.3 Node Guarding（遗留）

• 同 COB-ID 族，主站以 RTR 轮询，从站数据帧应答并含 toggle 位
• CiA 不再推荐 基于远程帧的 guarding；新设计用 Heartbeat

---

6. 主站启动时序（报文级）

从站:  ... → Boot-up (700+ID, 00)
主站:  SDO 配置 …
主站:  NMT Start (000, 01, ID)
从站:  Heartbeat (700+ID, 05)
主站:  SYNC (080) 循环
双方:  PDO …
从站异常: EMCY (080+ID, 8 bytes)

下一篇：11-SDO报文格式详解.md