CiA‑402 控制字实战手册：PP/PV/PT 与 CSP/CSV/CST（含受控停机与紧急停机）

面向工程实践的一份速查 + 讲解：讲清楚每次下发指令时控制字（0x6040）该怎么设、每个模式要发哪些对象、受控停机/紧急停机的动作与恢复，以及**前馈（0x60B1/0x60B2）**的用法。

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目录

• 快速结论
• 基本概念回顾
• 上电/使能三步曲
• 循环同步模式：CSP / CSV / CST
• 轮廓模式：PP / PV / PT
• 受控停机（Halt, bit8）
• 紧急停机（Quick stop, bit2）与恢复
• 典型 PDO 映射建议
• 总线下发示例（伪代码/报文）
• 调试与排障清单
• 常见问答

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快速结论

模式	每周期需要下发的对象	控制字（0x6040）的常态值	是否需要“翻转”位
CSP	0x607A 目标位置（可选 0x60B1/0x60B2 前馈）	多数设备 0x0F；有的设备要求 0x1F（bit4=1）	不需要周期翻转
CSV	0x60FF 目标速度（可选 0x60B1/0x60B2 前馈）	0x0F	不需要
CST	0x6071 目标力矩/电流（可选 0x60B2 前馈）	0x0F	不需要
PP	0x607A 目标位置	依策略见下	需要对 bit4 做 0→1 上升沿触发
PV	0x60FF 目标速度	0x0F	不需要（可用 bit8=Halt）
PT	0x6071 目标力矩	0x0F	不需要（可用 bit8=Halt）

设备特定注意：有些厂商在 CSP 要求控制字长期保持 0x1F（即在 0x0F 基础上令 bit4=1）；这是允许的实现差异——请以设备手册为准。

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基本概念回顾

控制字 0x6040（Controlword）是主站对从站状态与动作的指令位集合。常用位：

• bit0：Switch on；bit1：Enable voltage；bit2：Quick stop；bit3：Enable operation ⇒ 四位全 1 即 0x000F，进入 Operation enabled。
• bit4：New set-point（模式相关）。
• bit5：Change set immediately（模式相关）。
• bit6：有的设备用于绝对/相对（PP 相关）；也可能保留。
• bit8：Halt（受控停机）。

状态字 0x6041（Statusword）用于反馈：常见的有 Target reached（bit10）、Set-point acknowledge（bit12）等。

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上电/使能三步曲

几乎所有模式，进入可运行态都需要如下序列：

1. Shutdown：控制字 = 0x0006
2. Switch on：控制字 = 0x0007
3. Enable operation：控制字 = 0x000F

若设备在 CSP 要求长期 bit4=1，则第三步改为 0x001F。

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循环同步模式：CSP / CSV / CST

循环同步（Cyclic Synchronous）模式由主站按 SYNC 周期直接下发目标量。

CSP（Cyclic Synchronous Position）

• 周期下发：0x607A 目标位置（必要）；可选 0x60B1 Velocity offset、0x60B2 Torque offset 作为前馈。
• 控制字：多数设备 0x0F；具体设备可能要求 0x1F（bit4=1）。
• 要点：不需要像 PP 那样翻转 bit4；保持常量控制字，按周期更新位置即可。

CSV（Cyclic Synchronous Velocity）

• 周期下发：0x60FF 目标速度；可选 0x60B1/0x60B2 前馈。
• 控制字：0x0F。
• 要点：Halt/Quick stop 的减速度取自 0x6083/0x6084（仅对 Halt/Quick stop 生效）。

CST（Cyclic Synchronous Torque）

• 周期下发：0x6071 目标力矩/电流；可选 0x60B2 前馈。
• 控制字：0x0F。
• 要点：Halt/Quick stop 时的扭矩斜率由 0x6087 决定。

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轮廓模式：PP / PV / PT

PP（Profile Position）——需要“翻转”

PP 的典型握手机制：

• bit4 = New set‑point：当新目标准备好时，对 bit4 做 0→1 上升沿，从站锁存并开始执行；
• bit5 = Change set immediately：=1 表示立即使用新目标（打断当前段）；=0 表示排队/缓冲；
• 状态字 bit12 = Set‑point acknowledge 用于确认已接收；完成时 bit10 = Target reached 置位。

两种常用时序：

① 非立即更新（bit5=0）

平时：0x0F
写目标：0x607A = <目标位置>
触发沿：控制字 0x1F（令 bit4=1）
握手后：控制字回 0x0F（bit4 清 0，不影响当前段）

② 立即更新（bit5=1）

平时：0x2F（= 0x0F + bit5）
写目标：0x607A = <新目标>
触发沿：控制字 0x3F（bit4=1）
握手后：控制字回 0x2F

许多设备支持绝对/相对切换（常见放在 bit6 或对象 0x607A 的配置）；若手册标注“不支持相对”，请仅用绝对。

PV（Profile Velocity）——不需要翻转

运行：控制字 0x0F，周期更新 0x60FF
受控停机：控制字 0x10F（bit8=Halt）→ 清除回 0x0F 继续

PT（Profile Torque）——不需要翻转

运行：控制字 0x0F，周期更新 0x6071
受控降扭：控制字 0x10F（Halt），或将 0x6071=0 按 0x6087 斜率降至无扭矩

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受控停机（Halt, bit8）

定义：在 Operation enabled 下，将 bit8=1（控制字 0x10F），从站按设定斜率/减速度平滑停止，不触发故障，清除 bit8 可继续运行。

• 在 CSV/PV：斜率由 0x6083/0x6084（轮廓加/减速度）决定。
• 在 CST：按 0x6087（扭矩斜率）将扭矩降至 0。

与 Quick stop 的区别：Halt 不中断状态机，恢复更快；Quick stop 会进入专门状态，恢复需重走三步曲。

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紧急停机（Quick stop, bit2）与恢复

触发：在运行中清除 bit2（即把 0x0F → 0x0B；若 CSP 要求 0x1F → 0x1B）。

动作：实际减速/切断行为由 0x605A Quick stop option code 决定（常见默认为“按设定减速度停机并保持”）。速度/扭矩的斜率配置参考上节。

状态：状态字会显示 Quick stop active。

恢复流程（推荐的标准三步）：

0x0006  (Shutdown)
0x0007  (Switch on)
0x000F  (Enable operation)    // 若设备 CSP 要求 bit4=1，则 0x001F

恢复前，为避免刚恢复就冲/拧：先把 CSV 的 0x60FF = 0、CST 的 0x6071 = 0。

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典型 PDO 映射建议

实际映射以 EDS/设备支持为准，下列为最小可用的“常见组合”。

CSP（带前馈）

• RxPDO：0x6040（控制字），0x607A（目标位置），0x60B1（速度前馈，可选），0x60B2（力矩前馈，可选）
• TxPDO：0x6041（状态字），0x6064（实际位置），0x606C（实际速度，可选），0x6077（实际力矩，可选）

CSV

• RxPDO：0x6040，0x60FF（目标速度），（可选 0x60B1/0x60B2）
• TxPDO：0x6041，0x606C（实际速度），（可选 0x6064）

CST

• RxPDO：0x6040，0x6071（目标力矩），（可选 0x60B2）
• TxPDO：0x6041，0x6077（实际力矩），（可选 0x606C/0x6064）

PP/PV/PT

• PP：RxPDO 至少含 0x6040、0x607A；TxPDO 含 0x6041、0x6064/0x606C。
• PV：RxPDO 至少含 0x6040、0x60FF；TxPDO 含 0x6041、0x606C。
• PT：RxPDO 至少含 0x6040、0x6071；TxPDO 含 0x6041、0x6077。

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总线下发示例（伪代码/报文）

以“发送控制字 + 目标量”为主线，忽略 SYNC/心跳等细节，帮助你在主站（SocketCAN/ROS2 等）快速落地。

1) 进入运行态（通用）

// 0x0006 → 0x0007 → 0x000F
SDO(0x6040, 0, 0x0006);
SDO(0x6040, 0, 0x0007);
SDO(0x6040, 0, 0x000F);   // 若设备要求 CSP 常态 0x1F，则此处写 0x001F

2) CSP（周期位置）

// 周期任务：
PDO.Rx(0x6040) = 0x001F;           // 若设备要求 bit4=1；否则 0x000F
PDO.Rx(0x607A) = target_pos[i];    // 每周期更新
// 可选前馈：
PDO.Rx(0x60B1) = vel_ff[i];
PDO.Rx(0x60B2) = tq_ff[i];

3) CSV（周期速度）

PDO.Rx(0x6040) = 0x000F;
PDO.Rx(0x60FF) = target_vel[i];

4) CST（周期力矩）

PDO.Rx(0x6040) = 0x000F;
PDO.Rx(0x6071) = target_torque[i];

5) PP 非立即（bit5=0）

SDO(0x607A, 0, target_pos);
SDO(0x6040, 0, 0x001F);     // 触发沿 bit4=1
// 等待状态字 bit12=1 → 然后清除 bit4
SDO(0x6040, 0, 0x000F);

6) PP 立即（bit5=1）

SDO(0x6040, 0, 0x002F);     // 平时保持 bit5=1
SDO(0x607A, 0, target_pos);
SDO(0x6040, 0, 0x003F);     // 触发沿 bit4=1
// 等 ack 后
SDO(0x6040, 0, 0x002F);

7) 受控停机（Halt）

// 进入受控停机
SDO(0x6040, 0, 0x010F);
// 清除受控停机，继续运行
SDO(0x6040, 0, 0x000F);

8) 紧急停机（Quick stop）与恢复

// 触发 Quick stop：清 bit2
// 若当前 0x0F → 0x0B；若当前 0x1F → 0x1B
SDO(0x6040, 0, 0x000B);
// ……停稳后恢复：三步曲
SDO(0x6040, 0, 0x0006);
SDO(0x6040, 0, 0x0007);
SDO(0x6040, 0, 0x000F);    // 或 0x001F（见设备要求）

恢复前建议：CSV 将 0x60FF=0，CST 将 0x6071=0，避免恢复瞬间“冲车/拧扭”。

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调试与排障清单

• 状态机卡住：检查 0x6040 位型是否走完三步；0x6041 的状态是否处于 Operation enabled。
• PP 不执行：bit4 是否产生 0→1 上升沿？bit5 策略是否与预期一致？
• CSP 不响应：是否把 0x607A 映射入 RxPDO？设备是否要求 0x1F？
• CSV 抖动/停不下：确认 0x6083/0x6084 是否合理；受控停机/Quick stop 的减速度不等于普通跟踪的限速。
• CST 打手：检查 0x6087（扭矩斜率）；过大易冲击。
• 前馈无效：设备是否实现 0x60B1/0x60B2？单位/标度是否按手册标定？

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常见问答

Q1：为什么有的设备要求 CSP 控制字=0x1F？

CiA‑402 并未强制 CSP 的 bit4 必须为 0 或 1。厂商可选择在 CSP 下要求 bit4=1（等价于“保持 New set‑point 置位”）。这是允许的实现差异，只要遵循设备手册即可。

Q2：PP 的 bit4 “拉回 0”会打断当前段吗？

不会。bit4 只对上升沿敏感；清零只是完成握手，不会中断正在执行的轮廓段。

Q3：Halt 与 Quick stop 的场景如何区分？

Halt 适合“可恢复的暂停/平滑停车”；Quick stop 适合“需要立即进入安全态”的紧急情况，恢复需要重走使能序列。

Q4：Quick stop 停得太猛/太慢怎么办？

调整 0x605A 的选项与 0x6084（配合 0x6083）/0x6087 的斜率，反复验证即可。

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最后的建议：实现前先把运行模式（0x6060）与PDO 映射固定下来；再按本文“模式 × 控制字 × 对象”的三要素逐一核查。遇到差异，一律以设备手册为准。