【文章內(nèi)容簡介】 行。 STOP 指令在梯形圖中以線圈形式編程，指令不含操作數(shù)。因程序中使用不多，這里不再做介紹。 3. 跳轉(zhuǎn)指令 JMP 跳轉(zhuǎn)指令 JMP（ Jump to Lable）：當(dāng)輸入端有效時(shí)，使程序跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行。 標(biāo)號(hào)指令 LBL（ Lable）：指令跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)標(biāo)號(hào)。操作數(shù) n 為 0255。 4. 子程序建立與調(diào)用指令 建立子程序 建立子程序是通過編程軟件來完成的?？捎镁幊誊浖?“編輯 ”菜單中的 “插入 ”選項(xiàng)，選擇 “子程序 ”。以建立或插入一個(gè)新的子程序，同時(shí)，在指令窗口可以看到新建的子程序圖標(biāo)，默認(rèn)的程序名為 SBRN，編號(hào) N 從 0 開始按遞增順序生成，也可在圖標(biāo)上直接更改子程序的程序名。在指令窗口雙擊子程序的窗口就可進(jìn)入子程序，并隊(duì)它進(jìn)行編輯。 子程序調(diào)用 子程序調(diào)用指令 CALL。子程序調(diào)用可以帶參數(shù)也可以不帶參數(shù)。 子程序返回指令 CRET。 表 子程序調(diào)用指令格式 5. ENO 指令 子程序調(diào)用指令 子程序條 件返回指令 LAD (ret) STL CALL SBR0 CRET SBR0 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 ENO 是 LAD 中指令盒的布爾能流輸出端。如果指令盒的能流輸入有效，則執(zhí)行沒有錯(cuò)誤， ENO 就置位，并將能流向下傳遞。 ENO 可以作為允許位表示指令成功執(zhí)行。 STL 指令沒有 EN 輸入，但對(duì)要執(zhí)行的指令，其棧頂值唯一?？捎?“與 ”ENO（ AENO）指令來產(chǎn)生和指令盒中 ENO 位相同的功能。 AENO 指令無操作數(shù)，且只 STL 中使用，它將棧頂值和 ENO 位的邏輯與運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果保存到棧頂。 對(duì)循環(huán)指令，看門狗指令在這里不再贅述。 功能指令： S7200 系列可編程序控制器的功能包括以下幾個(gè)方面： 傳送、位移及填充指令；算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令；比較指令；計(jì)數(shù)器指令；定時(shí)器指令。 1. 傳送、位移及填充指令 此類指令主要涉及對(duì)數(shù)據(jù)的非數(shù)據(jù)值運(yùn)算，主要包括傳送、位移、字節(jié)交換，循環(huán)移位和填充。因本設(shè)計(jì)中沒有用到位移、循環(huán)移位指令，這里不在做詳細(xì)說明?，F(xiàn)對(duì)傳送和填充指令加以說明。 傳送指令用來完成各存儲(chǔ)單元進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)傳送 ?？煞譃閱我粋魉椭噶詈蛪K傳送。這里只對(duì)單一傳送指令作介紹。 MOVB（ Move Byte）字節(jié)傳送指令。 指令格式： LAD。 如圖 所示。 STL： MOVB IN OUT 功能描述：使能輸入有效時(shí)，把 一個(gè)單字節(jié)數(shù)據(jù)有 IN 傳送到 OUT 所指的字節(jié)存儲(chǔ)單元。 數(shù)據(jù)類型：輸入輸出均為字節(jié) 圖 其它傳送指令，如傳送字節(jié)立即讀（ MOVBIR）傳送字節(jié)立即寫（ MOVBIW）指令、字傳送（ MOVW）雙字傳送（ MOVD）指令、實(shí)數(shù)傳送指令（ MOVR）其格 式與字節(jié)傳送指令差不多，不在一一贅述。 填充指令 指令格式： LAD 如圖 所示。 STL： IN， OUT， N MOVB EN ENO 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 功能描述： 填充指令（ FILL）用輸 入值（ IN）填充從輸出（ OUT）開始的 N 個(gè)字的內(nèi)容。 N 可取 1~255 之間的整 數(shù)。 2. 運(yùn)算和數(shù)學(xué)指令 圖 對(duì)算術(shù)運(yùn)算指令來說，在使用時(shí)要注意存儲(chǔ)單元的分配。在用 LAD 編程時(shí)， OUT和 IN2 可以使用不一樣的存儲(chǔ)單元，但若把 LAD 轉(zhuǎn)化 STL 時(shí)，編程軟件會(huì) 做相應(yīng)處理。具體執(zhí)行過程如下： 表 LAD 轉(zhuǎn)化為 STL 在 LAD 中 在 STL 中 IN1+IN2=OUT IN1IN2=OUT IN1*IN2=OUT IN1/IN2=OUT IN+1=OUT IN1=OUT IN1+OUT=OUT OUTIN1=OUT IN1*OUT=OUT OUT/IN1=OUT OUT+1=OUT OUT1=OUT 本設(shè)計(jì)在編程過程中，大量使用了加法指令、減法指令、乘法指令、除法指令，現(xiàn)對(duì)它們加以解釋。 （ 1）加法指令 加法指令是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行相加操作。加法指令包 括整數(shù)加法 ADDI（ Add Integer），雙整數(shù)加法 ADD（ Add Double Integer），實(shí)數(shù)加法 ADDR（ Add Real）指令，現(xiàn)以整數(shù)加法指令說明其用法。 指令格式： LAD 如 圖 所示。 STL： +I IN1， OUT 功能描述：使能輸入有效時(shí)， 將兩個(gè)單字節(jié)長 16 位的符號(hào)整數(shù) IN1 圖 和 IN2 相加，產(chǎn)生一個(gè) 16 位整數(shù) FILLN EN ENO IN OUT N ADDI EN ENO IN1 IN2 OUT 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 結(jié)果 OUT。其它加法指令與此基本類似。 （ 2） 減法指令 減法指令是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行相減操作。它包括：整數(shù)減法，雙整 數(shù)減法和實(shí)數(shù)減法。這三種減法指令與所對(duì)應(yīng)的加法指令除運(yùn)算法則不同外，其他方面基本相同。 現(xiàn)以 SUBI（ Subtract Integer）整數(shù)減法和實(shí)數(shù)減法為例加以說明。 指令格式： LAD 如圖 所示。 STL： I IN1， OUT 功能描述：使能輸入有效時(shí)， 將兩個(gè)單字長的符號(hào)整數(shù) IN2 和 IN1 相減，產(chǎn)生一個(gè) 16 位 整數(shù)結(jié)果 OUT。 數(shù)據(jù)類型：輸入輸出均為 INT。 （ 3）乘法指令 圖 乘法指令是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行相乘運(yùn)算。它包 括：整數(shù)乘法 MULDL（ Multiple Integer），完全整數(shù)乘法 MUL（ Multiple），雙整數(shù)乘法（ Multiple Double Integer）?，F(xiàn)以整數(shù)乘法為例加以說明。 指令格式： LAD 如圖 所示。 STL： *I IN1， OUT 功能描述： EN 有效時(shí)，將兩個(gè)單 字長（ 16 位）的整數(shù) IN1 和 IN2 相乘， 產(chǎn)生一個(gè) 16 位整數(shù)結(jié)果 OUT，運(yùn)算結(jié) 圖 果在大于 16 位二進(jìn)制表示的范圍時(shí)溢出。雙整數(shù)和整數(shù)一樣要溢出。而完 全整數(shù)乘法是將兩個(gè)雙字長符 號(hào)整數(shù)相乘產(chǎn)生。一個(gè) 32 位雙整數(shù)，結(jié)果不會(huì)溢出。實(shí)數(shù)乘法是將兩個(gè)雙字長的實(shí)數(shù) IN1 和 IN2 相乘，產(chǎn)生一個(gè) 32 實(shí)數(shù)結(jié)果 OUT。結(jié)果如果大于 32 位二進(jìn)制表示的范圍，則產(chǎn)生溢出。溢出及輸入非法參數(shù)，或運(yùn)算中產(chǎn)生非法值，都會(huì)使特殊標(biāo)志 置位。 （ 4）除法指令 除法指令是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行相除操作。它包括：整數(shù)除法 DIVI，完全整數(shù)除法DIV，雙整數(shù)除法 DIVDI 和實(shí)數(shù)除法。 下面整數(shù)除法為例說明： SUBI EN ENO IN1 IN2 OUT MULI EN ENO IN1 IN2 OUT 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 指令格式： LAD 如圖 所示： STL ： /I IN1， OUT 功能描述：在整數(shù)除法中， 兩個(gè) 16 位的符號(hào)整數(shù)相除，產(chǎn)生一個(gè) 16 位的整數(shù)商，不保留余數(shù)。雙整數(shù)、 實(shí)數(shù)除法也是同樣的過程，只是位 圖 數(shù)變?yōu)?32 位。在完全整數(shù)除法中，兩個(gè) 16 位相除，產(chǎn)生一個(gè) 32 位結(jié)果，其中，低 16位為商，高 16 位為余數(shù)。 當(dāng)然 S7200 還提供了的其它數(shù)學(xué)功能指令，如數(shù)學(xué)函數(shù)指令、增減指令、邏輯運(yùn)算指令，表功能指令，中斷指令在本設(shè)計(jì)中用的不多，這里不在一一贅述。 3．轉(zhuǎn)換指令 轉(zhuǎn)換指令是對(duì)操作數(shù)的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，碼的類型轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)和碼之間的類型轉(zhuǎn)換。 本設(shè)計(jì)中用到了整數(shù)到雙整數(shù)的轉(zhuǎn)換，只對(duì)其加以說明，其它不作解釋。 IID（ Integer to Double Integer）整數(shù)到雙整數(shù)。 指令格式： LAD 如圖 所示。 STL： ITD IN， OUT 功能描述：使能端有效時(shí)，將 整數(shù)輸入數(shù)據(jù) IN 轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)類型 （符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展），并將結(jié)果送到 OUT 輸出。 圖 至于 S7200 提供的其它數(shù)學(xué)功能指令，如數(shù)學(xué)函數(shù)指令、增減指令、邏輯運(yùn)算指令，表功能指令，中斷指令在本設(shè)計(jì)中用的不多，這里不在一一贅述。 4. 比較指令 比較指令用于比較兩個(gè)數(shù)值或者兩個(gè)字符串?，F(xiàn)以數(shù)值比較指令說明其 用法。 IN1=IN2 IN1﹥ =IN2 IN1﹤ =IN2 IN1﹥ IN2 IN1﹤ IN2 IN1﹤﹥ IN2 數(shù)值比較中，字節(jié)比較操作是無符號(hào)的，整數(shù)比較、雙整數(shù)比較、實(shí)數(shù)比較操作是有符號(hào)的。 IID EN ENO IN OUT DIVI EN ENO IN1 OUT IN2 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 指令格式： LAD 如圖 所示。 STL： LDB= IN1， IN2 功能描述：當(dāng)兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行比較，結(jié)果 為真時(shí)比較指令使能點(diǎn)閉合。 5．定時(shí)器指令 圖 定時(shí)器指令包括接通延時(shí)定時(shí)器、有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器、斷開延時(shí)定時(shí)器?，F(xiàn)以接通延時(shí)定時(shí)器為例加以說明。 指令格式： LAD 如圖 所示。 Txx STL： TON Txx， PT 圖 功能描述：當(dāng)使能輸入接通時(shí)，接通延時(shí)定時(shí)器開始記時(shí)，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值（ Txxx）大于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，該定時(shí)器置位。主要用于單一間隔的定時(shí)。 我們還用到了一些其他的重要的 PLC 指令，由于在程 序中用得較少，在這里我就不再一一說明了。 EQ EN IN1 OUT IN2 IN TON PT 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第三章 方案的選擇 選擇 CPLD 設(shè)計(jì)的優(yōu)越性 本設(shè)計(jì)之所以要采用 CPLD 來設(shè)計(jì)，主要是考慮到 CPLD 是有許多優(yōu)越性的。同時(shí)，采用 PLC 的設(shè)計(jì)來控制，已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的要。要使用 CPLD 首先要了解 CPLD 的結(jié)構(gòu)和功能。 CPLD 即 Complex Programmable Logic Device 復(fù)雜可編程邏輯器件。早期 CPLD 是從 GAL 的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展而來，但針對(duì) GAL 的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，如 Lattice 的 ispLSI1032 器件 。在流行的 CPLD 中 Altera 的 MAX7000S 系列器件具有一定典型性，這里以此為例介紹 CPLD 的結(jié)構(gòu)和工作原理。 MAX7000 包含 256 個(gè)宏單元，每 16 個(gè)宏單元組成一個(gè)邏輯陣列塊（ Logic Array Block， LAB）。每個(gè)宏單元喊有一個(gè)可編程的 “與 ”陣列和固定的 “或 ”陣列，以及一個(gè)可配置寄存器。每個(gè)宏單元提供多達(dá) 32 個(gè)乘機(jī)項(xiàng)，以構(gòu)成復(fù)雜的邏輯函數(shù)。 MAX7000 結(jié)構(gòu)中包含有五個(gè)主要部分，即：邏輯陣列塊、宏單元、擴(kuò)展乘積項(xiàng)（共享和并聯(lián)）、可編程連線陣列、 I/O 控制塊。以下分別介 紹： （ 1）邏輯陣列塊（ LAB） 一個(gè) LAB 由 16 個(gè)宏單元的陣列組成。 MAX7000 結(jié)構(gòu)主要是由多個(gè) LAB 組成的陣列以及他們之間的連線構(gòu)成。多個(gè) LAB 通過可編程連線陣（ PIA， Programmable Interconnect Array）和全局總線連接在一起，全局總線從所有的專用輸入、 I/O 引腳和宏單元饋入信號(hào)。對(duì)于每個(gè) LAB 有下列信號(hào)： PIA 的 36 個(gè)信號(hào)。 ，用于積存器輔助功能。 I/O 引腳到寄存器的直接輸入通道。 （ 2）宏單元 MAX7000 宏 單元由三個(gè)功能塊組成：邏輯陣列、乘機(jī)項(xiàng)選擇矩陣和可編程寄存器，它們可以