CANopen DS402协议是基于CAN总线的运动控制系统专用协议。在国外,CANopen DS402协议已经应用至实时以太网协议上,并在诸多行业中广泛使用。近些年来,国内才慢慢开始对CANopen协议进行研究。然而由于CANopen DS402协议本身较为复杂,并且各大厂商为了保护自身利益,对协议有一定程度的修改,都导致了对协议的研究难度增大。目前,国内各大高校还停留在对协议本身的研究上,工业中自主研发的CANopen设备稀少并且价格高昂。为此,本文按照CIA标准,以STM32F407芯片为硬件基础,研究了CANopen DS402协议的实现方案,并成功与运动控制器进行了数据交换。本文研究的具体工作如下:首先,对CANopen DS402协议的实现过程进行了深入研究,并且对过程数据对象（PDO）、服务数据对象（SDO）、网络管理对象（NMT）、紧急和同步报文服务的消息语法进行了解析,为CANopen DS402协议的软件实现奠定了基础。其次,为了构建出符合CIA标准的CANopen DS402协议,本文以STM32F407作为协议载体,在硬件上,对CAN接口和串口进行了电路设计;在软件上,按照模块化的思想,对协议中对象字典、SDO、PDO、NMT、子协议状态机等模块进行了软件开发,完成了PDO的同步异步传输、SDO的对象字典访问、NMT的状态机管理、子协议状态机的切换等功能。然后,为了解决利用CAN分析仪调试而导致的数据量大和分析困难等相关问题,本文利用闲置的串口资源,开发了一套基于串口通讯的调试系统,实现了人机交互界面、协议栈状态显示以及对协议栈对象字典进行读写的功能,并利用此调试系统,完成了协议中通信接口与对象字典之间、应用程序与对象字典之间的测试。最后,为了解决使用USB-CAN卡作为模拟主站而造成的实用性低和配置复杂等问题,本文构建了一套基于PILZ运动控制卡的运动控制系统,并且实现了控制卡与CANopen接口之间的无障碍数据交换和电机控制中的位置、速度模式运行,达到了预期的效果,为自主设备的研发提供了研究经验和实验方法。