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4.1.1 執(zhí)行用戶程序

在掃描周期的執(zhí)行階段，CPU

執(zhí)行主程序，從*條指令開(kāi)始并繼續(xù)執(zhí)行到后一個(gè)指令。

在主程序或中斷例程的執(zhí)行過(guò)程中，使用立即 I/O 指令可立即訪問(wèn)輸入和輸出。

如果在程序中使用子例程，則子例程作為程序的一部分進(jìn)行存儲(chǔ)。主程序、另一個(gè)子例程或中斷例程調(diào)用子例程時(shí)，執(zhí)行子例程。

從主程序調(diào)用時(shí)子例程的嵌套深度是 8 級(jí)，從中斷例程調(diào)用時(shí)嵌套深度是 4 級(jí)。

如果在程序中使用中斷，則與中斷事件相關(guān)的中斷例程將作為程序的一部分進(jìn)行存儲(chǔ)。 在正常掃描周期中并不一定執(zhí)行中斷例程，而是當(dāng)發(fā)生中斷事件時(shí)才執(zhí)行中斷例程（可以是掃描周期內(nèi)的任何時(shí)間）。

為 14 個(gè)實(shí)體中的每一個(gè)保留局部存儲(chǔ)器：

主程序、八個(gè)子例程嵌套級(jí)別（從主程序啟動(dòng)時(shí)）、一個(gè)中斷例程和四個(gè)子例程嵌套級(jí)別（從中斷程序啟動(dòng)時(shí)）。

局部存儲(chǔ)器有一個(gè)局部范圍，局部存儲(chǔ)器僅在相關(guān)程序?qū)嶓w內(nèi)可用，其它程序?qū)嶓w無(wú)法訪問(wèn)。 有關(guān)局部存儲(chǔ)器的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)本章中的局部存儲(chǔ)區(qū)： L。

下圖描述了一個(gè)典型的掃描流程，該流程包括局部存儲(chǔ)器使用和兩個(gè)中斷事件（一個(gè)事件發(fā)生在程序執(zhí)行階段，另一個(gè)事件發(fā)生在掃描周期的通信階段）。

子例程由下一個(gè)較高級(jí)別調(diào)用，并在調(diào)用時(shí)執(zhí)行。

沒(méi)有調(diào)用中斷例程；發(fā)生相關(guān)中斷事件時(shí)才調(diào)用中斷例程。

圖 4-1 典型掃描流程

4.1 訪問(wèn)數(shù)據(jù)

CPU 將信息存儲(chǔ)在不同存儲(chǔ)單元，每個(gè)位置均具有的地址。可以顯式標(biāo)識(shí)要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器地址。 這樣程序?qū)⒅苯釉L問(wèn)該信息。

要訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)中的位，必須地址，該地址包括存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)符、字節(jié)地址和位號(hào)（也稱為“字節(jié).位"尋址）。

表格 4- 2 位尋址

在此示例中，存儲(chǔ)區(qū)和字節(jié)地址（“M3"）代表 M 存儲(chǔ)器的第 3個(gè)字節(jié)，用句點(diǎn)（“."）與位地址（位 4）分開(kāi)。

使用“字節(jié)地址"格式可按字節(jié)、字或雙字訪問(wèn)多數(shù)存儲(chǔ)區(qū)（V、I、Q、M、S、L 和SM）中的數(shù)據(jù)。

要按字節(jié)、字或雙字訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，必須采用類似于位地址的方法地址。這包括區(qū)域標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)大小標(biāo)識(shí)和字節(jié)、字或雙字值的起始字節(jié)地址，如下圖所示。

下表給出了不同數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可表示的整數(shù)值范圍

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表格 4- 3 不同數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示的十進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)范圍

使用包括區(qū)域標(biāo)識(shí)符和設(shè)備編號(hào)的地址格式來(lái)訪問(wèn)其它 CPU 存儲(chǔ)區(qū)（如 T、C、HC和累加器）中的數(shù)據(jù)。

4.1.1 訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)

I（過(guò)程映像輸入）

CPU

在每次掃描周期開(kāi)始時(shí)對(duì)物理輸入點(diǎn)采樣，然后將采樣值寫(xiě)入過(guò)程映像輸入寄存器。用戶可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)訪問(wèn)過(guò)程映像輸入寄存器：

表格 4- 4 I 存儲(chǔ)器的尋址

Q（過(guò)程映像輸出）

掃描周期結(jié)束時(shí)，CPU

將存儲(chǔ)在過(guò)程映像輸出寄存器的值復(fù)制到物理輸出點(diǎn)。用戶可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)訪問(wèn)過(guò)程映像輸出寄存器：

表格 4- 5 Q 存儲(chǔ)器的尋址

V（變量存儲(chǔ)器） 

可以使用 V 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序執(zhí)行程序中控制邏輯操作的中間結(jié)果。 也可以使用 V

存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與過(guò)程或任務(wù)相關(guān)的其它數(shù)據(jù)。 可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn) V 存儲(chǔ)器：

表格 4- 6 V 存儲(chǔ)器的尋址

M（標(biāo)志存儲(chǔ)器）

可以將標(biāo)志存儲(chǔ)區(qū)（M

存儲(chǔ)器）用作內(nèi)部控制繼電器來(lái)存儲(chǔ)操作的中間狀態(tài)或其它控制信息。可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn)標(biāo)志存儲(chǔ)區(qū)：

表格 4- 7 M 存儲(chǔ)器的尋址

T（定時(shí)器存儲(chǔ)器）

CPU 提供的定時(shí)器能夠以 1 ms、10 ms 或 100 ms

的精度（時(shí)基增量）累計(jì)時(shí)間。定時(shí)器有兩個(gè)變量：

• 當(dāng)前值： 該 16位有符號(hào)整數(shù)可存儲(chǔ)定時(shí)器計(jì)數(shù)的時(shí)間量。

• 定時(shí)器位： 比較當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值后，可置位或清除該位。預(yù)設(shè)值是定時(shí)器指令的一部分。

可以使用定時(shí)器地址（T + 定時(shí)器編號(hào)）訪問(wèn)這兩個(gè)變量。訪問(wèn)定時(shí)器位還是當(dāng)前值取決于所使用的指令：

帶位操作數(shù)的指令會(huì)訪問(wèn)定時(shí)器位，而帶字操作數(shù)的指令則訪問(wèn)當(dāng)前值。

如下圖所示，“常開(kāi)觸點(diǎn)"指令訪問(wèn)的是定時(shí)器位，而“移動(dòng)字"指令訪問(wèn)的是定時(shí)器的當(dāng)前值。

表格 4- 8 T 存儲(chǔ)器的尋址

C（計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器）

CPU 提供三種類型的計(jì)數(shù)器，對(duì)計(jì)數(shù)器輸入上的每一個(gè)由低到高的跳變事件進(jìn)行計(jì)數(shù)： 一種類型僅向上計(jì)數(shù)，一種僅向下計(jì)數(shù)，還有一種可向上和向下計(jì)數(shù)。

有兩個(gè)與計(jì)數(shù)器相關(guān)的變量：

• 當(dāng)前值： 該 16位有符號(hào)整數(shù)用于存儲(chǔ)累加的計(jì)數(shù)值。

• 計(jì)數(shù)器位： 比較當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值后，可置位或清除該位。預(yù)設(shè)值是計(jì)數(shù)器指令的一部分。

可以使用計(jì)數(shù)器地址（C + 計(jì)數(shù)器編號(hào)）訪問(wèn)這兩個(gè)變量。訪問(wèn)計(jì)數(shù)器位還是當(dāng)前值取決于所使用的指令：

帶位操作數(shù)的指令會(huì)訪問(wèn)計(jì)數(shù)器位，而帶字操作數(shù)的指令則訪問(wèn)當(dāng)前值。

如下圖所示，“常開(kāi)觸點(diǎn)"指令訪問(wèn)的是計(jì)數(shù)器位，而“移動(dòng)字"指令訪問(wèn)的是計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。

表格 4- 9 C 存儲(chǔ)器的尋址

圖 4-3 訪問(wèn)計(jì)數(shù)器位或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值

HC（高速計(jì)數(shù)器）

高速計(jì)數(shù)器獨(dú)立于 CPU 的掃描周期對(duì)高速事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。 高速計(jì)數(shù)器有一個(gè)有符號(hào) 32 位整數(shù)計(jì)數(shù)值（或當(dāng)前值）。 要訪問(wèn)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，您需要利用存儲(chǔ)器類型 (HC)和計(jì)數(shù)器編號(hào)高速計(jì)數(shù)器的地址。

高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值是只讀值，僅可作為雙字（32 位）來(lái)尋址。

表格 4- 10 HC 存儲(chǔ)器的尋址

AC（累加器）

累加器是可以像存儲(chǔ)器一樣使用的讀/寫(xiě)器件。

例如，可以使用累加器向子例程傳遞參數(shù)或從子例程返回參數(shù)，并可存儲(chǔ)計(jì)算中使用的中間值。 CPU 提供了四個(gè) 32 位累加器（AC0、AC1、AC2 和 AC3）。

可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn)累加器中的數(shù)據(jù)。

被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)大小取決于訪問(wèn)累加器時(shí)所使用的指令。

如下圖所示，當(dāng)以字節(jié)或字的形式訪問(wèn)累加器時(shí)，使用的是數(shù)值的低 8 位或低 16 位。

當(dāng)以雙字的形式訪問(wèn)累加器時(shí)，使用全部 32 位。

表格 4- 11 AC 存儲(chǔ)器的尋址

圖 4-4 訪問(wèn)累加器

SM（特殊存儲(chǔ)器）

SM 位提供了在 CPU 和用戶程序之間傳遞信息的一種方法。可以使用這些位來(lái)選擇和控制 CPU 的某些特殊功能，例如：

在*個(gè)掃描周期接通的位、以固定速率切換的位或顯示數(shù)學(xué)或運(yùn)算指令狀態(tài)的位。可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn) SM 位：

表格 4- 12 SM 存儲(chǔ)器的尋址