CPU 存储器的数据类型及寻址方式
计算机系统结构复习试题及答案（非计算）
计算机系统结构复习试题及答案（⾮计算）⼀．名词解释计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种⾓度看⼜好像不存在的概念称为透明性。
系列机：由同⼀⼚家⽣产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的⼀系列不同型号的计算机。
同构型多处理机系统：由多个同类型或⾄少担负同等功能的处理机组成，它们同时处理同⼀作业中能并⾏执⾏的多个任务。
堆栈型机器：CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加器型机器：CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通⽤寄存器型机器：CPU 中存储操作数的单元是通⽤寄存器的机器。
数据相关：考虑两条指令i 和j，i 在j 的前⾯，如果下述条件之⼀成⽴，则称指令j 与指令 i 数据相关：（1）指令j 使⽤指令i 产⽣的结果；（2）指令j 与指令k 数据相关，⽽指令k ⼜与指令i 数据相关。
定向：⽤来解决写后读冲突的。
在发⽣写后读相关的情况下，在计算结果尚未出来之前，后⾯等待使⽤该结果的指令并不见得是马上就要⽤该结果。
如果能够将该计算结果从其产⽣的地⽅直接送到其它指令需要它的地⽅，那么就可以避免停顿。
向量处理机：指令级并⾏：简称ILP。
是指指令之间存在的⼀种并⾏性，利⽤它，计算机可以并⾏执⾏两条或两条以上的指令。
指令的动态调度：是指在保持数据流和异常⾏为的情况下，通过硬件对指令执⾏顺序进⾏重新安排，以提⾼流⽔线的利⽤率且减少停顿现象。
是由硬件在程序实际运⾏时实施的。
指令的静态调度：是指依靠编译器对代码进⾏静态调度，以减少相关和冲突。
它不是在程序执⾏的过程中、⽽是在编译期间进⾏代码调度和优化的。
失效率：CPU 访存时，在⼀级存储器中找不到所需信息的概率。
失效开销：CPU 向⼆级存储器发出访问请求到把这个数据调⼊⼀级存储器所需的时间。
强制性失效：当第⼀次访问⼀个块时，该块不在Cache 中，需要从下⼀级存储器中调⼊Cache，这就是强制性失效。
微机原理课后习题参考答案
微机原理课后习题参考答案第1部分微型计算机基础知识1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？【解】微处理器：指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控制的部件，伴随着大规模集成电路技术的迅速发展，芯片集成密度越来越高，CPU可以集成在一个半导体芯片上，这种具有中央处理器功能的大规模集成电路器件，被统称为“微处理器”。
微型计算机：简称“微型机”、“微机”，也称“微电脑”。
由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。
由微处理机(核心)、存储片、输入和输出片、系统总线等组成。
特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。
微型计算机系统：简称“微机系统”。
由微型计算机、显示器、输入输出设备、电源及控制面板等组成的计算机系统。
配有操作系统、高级语言和多种工具性软件等。
1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应该具备哪些主要功能？【解】CPU在内部结构上由运算器、控制器、寄存器阵列和内部总线等各部分构成，其主要功能是完成各种算数及逻辑运算，并实现对整个微型计算机控制，为此，其内部又必须具备传递和暂存数据的功能。
1.3 微型计算机采用总线结构有什么优点？【解】①简化了系统结构，便于系统设计制造；②大大减少了连线数目，便于布线，减小体积，提高系统的可靠性；③便于接口设计，所有与总线连接的设备均采用类似的接口；④便于系统的扩充、更新与灵活配置，易于实现系统的模块化；⑤便于设备的软件设计，所有接口的软件就是对不同的口地址进行操作；⑥便于故障诊断和维修，同时也降低了成本。
总线的逻辑电路有些是三态的，即输出电平有三种状态：逻辑“0”，逻辑“1”和“高阻”态。
1.4计算机总线有哪些，分别是什么？【解】总线按其信号线上传输的信息性质可分为三组：①数据总线，一般情况下是双向总线；②地址总线，单向总线，是微处理器或其他主设备发出的地址信号线；③ 控制总线，微处理器与存储器或接口等之间1．5 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处？如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线，那么要靠什么来区分地址和数据？【解】数据总线（DB）为双向结构，数据在CPU与存储器或I/O 接口之间的传送是双向的，（数据既可以读也可以写），其宽度通常与微处理器的字长相同。
第3章 80X86的指令系统和寻址方式
通用寄存器 ；
(3)变址：其值存放在变址寄存器中。SI、DI 、除ESP外的 32位通用寄存器 ； (4)比例因子：是386及后继机型中新增寻址方式中的术语。 其值可为1、2、4、8。
寻址方式
立即数寻址 寄存器寻址 存储器寻址
直接寻址 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址变址寻址 相对基址变址寻址
练习
MOV AX, ARRAY[4]
MOV AX, [BX] MOV AX, [BX+2] ；直接寻址，偏移地址= ARRAY+4 ；寄存器间接寻址
；寄存器相对寻址 MOV AX, ARRAY [BX] ；寄存器相对寻址
MOV AX, [BX+SI] MOV AX, [BX+DI+2]
；基址（BX）变址（SI）寻址 ；相对基址变址寻址
；(BX)←1234H ；(AX)←(BX)
4）寄存器间接寻址方式
有效地址包含在基址寄存器或变址寄存器中；
寄存器可以是BX、BP、SI、DI之一。
（1) 以BX、SI、DI进行寄存器间接寻址，隐含的段
寄存器为数据段寄存器DS 。
MOV AX, [BX]
；物理地址=DS×16+BX ；物理地址=DS×16+SI ；物理地址=DS×16+DI
2）立即数（常数）到存储单元的数据传输
例 3.18 MOV MEM_BYTE, 20H ；将立即数20H送到MEM_BYTE存储单元 MOV DS:[0005H], 4500H ；立即数4500H送到DS:0005H的存储单元中
3）立即数到通用寄存器的数据传输 例 3.19 MOV AL, 20H MOV SP, 2000H ；将立即数20H送到AL寄存器 ；将立即数2000H送入SP寄存器
大工16秋《可编程控制器》辅导资料五
可编程控制器辅导资料五主题：课件第三章第2节——存储器的数据类型与寻址方式学习时间：2016年10月31日－11月6日内容：我们这周主要学习课件第三章PLC的程序设计基础第2节PLC的编程语言与程序结构的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对PLC的程序设计相关知识的理解。
一、学习要求1．掌握PLC的存储器的数据类型与寻址方式。
二、主要内容1．数据在存储器中存取的方式所有的数据在PLC中都是以二进制形式表示的，数据的长度和表示方式称为数据格式。
（1）用1位二进制数表示开关量二进制数的1位（bit）只有0和1这两种不同的取值，可以用来表示开关量（或称数字量）的两种不同状态。
位数据的数据类型为BOOL（布尔）类型。
S7-200的位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，例如I3.2，其中的区域标识符“I”表示输入，字节地址为3，位地址为2。
（2）多位二进制数可以用多位二进制数来表示数字，二进制又称为8421码，8位二进制数组成一个字节，相邻的两个字节组成一个字，相邻的4个字节组成双字（3）十六进制数十六进制数使用16个数字符号，即0～9和A～F，A～F分别对应于十进制数10～15。
（4）BCD码BCD码是二进制编码的十进制数的缩写，BCD码用4位二进制数的组合来表示1位十进制数。
例如十进制数23对应的BCD码为2#00100011。
2．CPU的存储区（1）输入映像寄存器I（输入继电器）输入继电器是PLC用来接收用户设备输入信号的接口，它的作用是接收来自现场的控制按钮、行程开关及各种传感器等的输入信号。
通过输入继电器，将PLC 的存储系统中与外部输入端子(输入点)建立起明确对应的连接关系，它的每1位对应1个数字量输入点。
输入继电器的状态是在每个扫描周期的输入采样阶段接收到的由现场送来的输入信号的状态（“1”或“0”）。
由于S7-200的输入映像寄存器是以字节为单位的寄存器，CPU一般按“字节.位”的编址方式来读取一个继电器的状态，也可以按字节（8位）、或者按字（2个字节、16位）来读取相邻一组继电器的状态。
第3章S7-1200程序设计基础1
14:05
第3章 S7-1200 程序设计基础 创建用于自动化任务的用户程序时，需要将程序的指令插入代码块中：
3.4 程序结构
● 组织块 (OB) ● 功能块 (FB) ● 功能 (FC) ● 数据块（DB）用于存放执行用户程序时所需的变量数据的数据区。用户程 序中除了逻辑程序外，还需要对存储过程状态和信号信息的数据进行处理，数据是 以变量的形式存储，通过存储地址和数据类型来确定数据的唯一性。
三种运行模式
（掌握） （掌握） （理解）
2. 存储器及其寻址 3. 数据格式及数据类型
把握常见数据格式特点及所占空间
存储器代码，两种寻址方式，强制输入/输出，保持性
4. 编程方法 三种结构模式
（重点）
5. 程序结构
OB, FC, FB, 各自特点及区别
河南理工大学电气学院
（重点）
14:05
1
第3章 S7-1200 程序设计基础
3.1 CPU的工作模式
启动阶段结束后，进入 RUN 模式，CPU 执行下图所示的任务：
RUN ①将过程映像输出区(Q区)的值写到物理输出 ②将物理输入的状态复制到 I 存储器 ③执行程序循环 OB ④处理通信请求和进行自诊断 ⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信
6
14:05
第3章 S7-1200 程序设计基础
32
32 64 321
04294967295
1.17549510-383.402823 1038 2.2250738585072020 10-308 1.7976931348623157 10308 T#-24d20h31m23s648ms T#24d20h31m23s648ms
工作存储器：易失性，集成在CPU中的高速存取的RAM。用于在执行用户
s7-200数据格式 Word 文档
PLC中存储器的数据类型与寻址方式一、数据在存储器中的存储方式1、数据格式及要求A〉数据格式：即指数据的长度和表示方式。
B〉要求：S7-200对数据的格式有一定的要求，指令与数据之间的格式一致才能正常工作。
2、用一位二进制数表示开关量A〉一位二进制数：一位二进制数有0（OFF）和1（ON）两种不同的取值，分别对应于开关量（或数字量）的两种不同的状态。
B〉位数据的数据类型：布尔（Bool）型。
C〉位地址：由存储器标识符、字节地址和位号组成，如I3.4等。
D〉其它CPU存储区的地址格式：由存储器标识符和起始字节号（一般取藕字节）组成，如V B 100、V W 100、V D 100等。
3、多位二进制数（8421码）A〉数及数制：数用于表示一个量的具体大小。
根据计数方式的不同，有十进制（D）、二进制（B）、十六进制（H）和八进制等不同的计数方式。
B〉二进制数的表示：在S7-200中用2#来表示二进制常数，例如“2# 10111010 ”。
C〉二进制数的大小：将二进制数的各位（从右往左第n位）乘以对应的位权（×2n-1），并将结果累加求和可得其大小。
例如：2# 10111010 =1×27+0×26+1×25+1×24+1×23+0×22+1×21+0×20 = 1864、十六进制数A〉十六进制数的引入：将二进制数从右往左每4位用一个十六进制数表示，可以实现对多位二进制数的快速准确的读写。
B〉不同进制数的表示方法：( 表3-2-1 不同进制数的表示方法) C〉十六进制数的表示：在S7-200中用16#来表示十六进制常数，例如“2# 1010 1110 0111 0101 可转换为16# AEF7 ”。
D〉十六进制数的大小：将十六进制数的各位（从右往左第n位）乘以对应的位权（×16n-1），并将结果累加求和可得其大小。
数据的7种寻址方式
第3章数据的7种寻址方式，包括指令的格式，功能，指令的正误判断。
20位物理地址的生成：将段地址添上一个0（十六进制），再加上偏移地址。
数据传送指令：MOV PUSH,POP,XCHG,LEA,IN,OUT1、MOV ,注意指令的正误判断，可从3点入手。
（1）指令格式（2）数据大小是否超出范围（3）类型是否匹配。
通常，不能在两个内存单元间直接传送，段寄存器间不能直接传送，立即数不能直接传送到段寄存器，不能用CS作目的操作数。
2、PUSH 入栈指令，先减后压。
不能对字节进行压栈操作。
3、POP 出栈指令，先弹后加，将栈顶的一个字弹出到目的操作数。
4、EXCHG 交换指令。
不能在两个内存单元间直接交换。
5、LEA 取有效地址指令。
6、IN 输入指令，当端口大于255时，要用DX来表示端口号。
7、OUT 输出指令，当端口大于255时，要用DX来表示端口号算术运算等指令1、ADD AL，[1000H]例：AL=85H，BL=79H，执行指令ADD AL，BLAL= 0FEH ，CF= 0 ，OF= 02、SUB AL，BL3、INC [1000H] ERRORINC BYTE PTR [1000H]INC WORD PTR [1000H]该指令不影响CF标志4、DEC [1000H] ERRORDEC BX5、NEG AL 求相反数例：Y=X，X>=0; Y=|X|,X<0,编写程序段实现该功能MOV AL，XCMP AL，0JGE Y1NEG ALY1：MOV Y，ALHLT编程序的思路：取数据，在CPU里做运算，存数据；如果数据较多，通常要设指针，再取数据，取完数据后，修改地址指针，又取下一个数据，循环下去。
6、CMP AL，BL无符号数，A表示大，B表示小，E表示相等。
有符号数，G表示大，L表示小，E表示相等。
例：CMP AX，BXJGE NEXTXCHG AX，BXNEXT： CMP AX，CXJGE DONEXCHG AX，CXDONE：该程序段的功能是找AX，BX，CX中最大的数，并把最大的数放在AX中。
08计算机原理5-1
在1MB范围寻址，8086CPU将1MB空间
（00000H～FFFFFH）空间分成许多逻辑段
（Segment）
每个段最大限制为64KB
段地址的低4位为0000B
段地址的高16位放在段寄存器：CS、
DS、SS、ES。P178
物理地址和逻辑地址
物理地址PA：CPU访存时使用。对应每个物
理存储单元唯一的20位编号。从00000H～
④
⑤
FLAGS
存放程序状态字PSW。用于反映程序和机器 运行的状态，控制程序执行的重要依据。
分为状态标志和控制标志。
15
12 11
10
9 IF
8 TF
7 SF
6 ZF
5
4 AF
3
2 PF
1
0 CF
OF DF
8086的标志寄存器
3、CPU的组成模型举例
ALU ALU PSWR PSWR AC AC CU CU ID ID IR IR
注意：指令对标志位（如进位、溢出等）的 影响。
（1）加法指令——ADD
格式：ADD 目的，源
功能：对两个字节或字操作数相加，将其结
果送到目的操作数地址。
影响标志：AF,CF,PF,OF,ZF,SF。
加法指令示例
ADD AX，BX ；AX←（AX）+（BX） ADD AL，40H ；AL←（AL）+40H ADD [BX+SI+64H]，AX
5.1.2
寻址方式
寻址方式：寻找操作数地址的方式。 分类：立即、 寄存器、 存储器、 外设方式。 本节用例： MOV
d1 ， d2
3-1、80X86寻址方式
指明CPU要执行什么样的操作。 要执行什么样的操作。 指明 要执行什么样的操作 是一条指令必不可少的部分，用助记符表示。 是一条指令必不可少的部分，用助记符表示。
数据传送 算术运算 逻辑运算 串操作 控制转移 处理机控制
按功能 指令分六类
(2) 操作数 指明参与操作的数据或数据所在的地方。 指明参与操作的数据或数据所在的地方。
例1
MOV
AX , 2056H
执行后： 执行后：(AX)=2056H
例2
MOV
BL , AH
执行前： 执行前：(BL) = ??H, (AH) = 78H 执行后： 执行后：(BL) = 78H , (AH) = 78H
▲ 立即数寻址、寄存器寻址的操作数， 立即数寻址、寄存器寻址的操作数， 不用在取完指令后再到内存中取数。 不用在取完指令后再到内存中取数。 CPU 总线
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP AX BX CX DX DS ES SS CS IP 地 址 加 法 器
内存
地址总线AB 地 数据总线DB 址 译
、、、 指令1 指令 指令2 指令 指令3 指令 指令4 指令 、、、 数据1 数据 数据2 数据 数据3 数据 、、、
单操作数
指令中给出一个操作数。 指令中给出一个操作数。 有两种可能： 有两种可能： ▲有些操作只需要一个操作数 如 INC AL ； （AL） ← （AL）+ 1 ） ）
▲有些操作将另一个操作数隐含在指令中 如 MUL BL ； （AX） ← （AL）×（BL） ） ） ）
双操作数
指令中给出两个操作数。 指令中给出两个操作数。
内存 00H ….
若定义value 为字类型 : 若定义 则 MOV value , 0 是一个字操作。 value 是一个字操作。 00H 00H
西门子200PLC存储器的数据类型与寻址方式
西门子200PLC存储器的数据类型与寻址方式一．存储器的数据类型与寻址方式1．位、字节、字和双字二进制数1位（bit）只有0和1两种不同的取值，可用来表示开关量（或称数字量）的两种不同的状态：通和断。
8位二进制数组成1个字节（Byte），第0位最低位（LSB）、第7位为最高位（MSB）。
两个字节组成1字（Word）。
两个字组成1双字（D表示双字）。
数据的位数与取值范围B（字节），8位值：无符号数十进制：0~255；十六进制：0~FFW（字），16位值：无符号数十进制：0~65535；十六进制：0~FFFFD（双字），32位值：无符号数十进制：0~4294967295；十六进制：0~FFFFFFFF2．数据的存取方式位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，如：I3.2中的I表示区域标识符input，字节地址为3，位地址为2。
这种存取方式称为“字节.位”寻址方式。
输入字节IB3（B是Byte的缩写）由I3.0~I3.7这8位组成。
相邻的两个字节组成一个字，VW100表示由VB100和VB101组成的1个字，V表示区域标识符；W表示字（Word）；100表示起始字节的地址。
VD100表示由VB100~VB103组成的双字，V为区域标识符；D 表示存取双字（DoubleWord）；100为起始字节的地址。
二．存储取的寻址（I、Q、V、M、SM、L均可按位、字节、字和双字来存取）1．输入映像寄存器（I）寻址输入映像寄存器的标识符为I（I0.0~I15.7），在每个扫期描周的开始，CP对输入点进行采样，并将采样值存入映像寄存器中。
2．输出映像寄存器（Q）寻址输出映像寄存器的标识符为Q（Q0.0~Q15.7），在扫期描周的末尾，CPU输出映像寄存器数据传输给输出模块，再由后者驱动外部负载。
3．量存储器（V）寻址在程序执行的过程中存放中间结果，或用来保存与工序或任务有关的其他数据。
4．位存储区（M）区寻址内部存储器标志位（M0.0~M31.7）用来保存控制继电器的中间操作状态或其他控制信息。
三、第3章(1) PLC程序设计基础
B
C
M ( ) Q ( )
母线
继电接触器控制线路图
结构：电源线、触点、线圈； 实际的元件、有电流
图3.1 典型的梯形图
结构：母线、触点、线圈、盒； 软元件、能流
梯形图的一个关键概念是“能流”(Power Flow)，这仅是概念上的“能流”。把左边的母 线假想为电源“火线”，而把右边的母线(虚线
所示)假想为电源“零线”。如果有“能流”从
I、Q、V、M、S、SM、L均可按位、字节、 字和双字来存取。
无符号整数－正数（格式： Byte/Word/Dword）
整数
数
有符号整数－有正有负 （格式：INT/DINT)
浮点数（Real） （实数）－带 小数点
5、负数如何表达？ 在计算机中，负数以其正值的补码形式表达。 原码－一个整数，按照绝对值转换成的2#数； 反码－将2#数按位取反，所得的新数为原2#数的反码； 补码－反码加1；
PLC编程语言的国际标准 IEC 61131-3标准的5种编程语言： (1) 顺序功能图(Sequential Function Chart)； （SFC) (2) 梯形图(Ladder Diagram)；(LAD) (3) 功能块图(Function Block Diagram)； (FBD) (4) 指令表(Instruction List)；(IL) (5) 结构文本(Structured Text)。(ST)
图3-2梯形图与语句表
图3-3 功能块图
“能流”(Power Flow)只能从左向右流动。 1个网络（Network）中只能放1块独立电路。 功能块图（FBD）类似于数字逻辑门电路。 STEP 7-Micro/WIN的IEC 61131-3指令集只提供梯形图、功能块图。 地址前加“％”，其指令不区分数据类型。
S7-200数据存储与寻址方式
S7-200数据存储与寻址方式1.I/O 点数扩展和编址S7-200 CPU22X 系列的每种主机所提供的本机I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块。
每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中所处的位置。
输入与输出模块的地址不会冲突，模拟量控制模块地址也不会影响数字量。
编址方法是同样类型输入或输出点的模块在链中按所处的位置而递增，这种递增是按字节进行的，如果CPU或模块在为物理I/0点分配地址时未用完一个字节，那些未用的位也不能分配给I/O链中的后续模块。
例如，某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入／输出点数为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量输出2点。
本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I/O链中的位置排列方式也可能有多种，表1-1所示为其对应的各模块的编址情况。
表1-1A．同类型输入或输出的模块按顺序进行编制。
B. 数字量模块总是保留以8位（1个字节）递增的过程映象寄存器空间。
如果模块没有给保留字节中每一位提供相应的物理点，那些未用位不能分配给I/O链中的后续模块。
对于输入模块，这些保留字节中未使用的位会在每个输入刷新周期中被清零。
C. 模拟量I/O点总是以两点递增的方式来分配空间。
如果模块没有给每个点分配相应的物理点，则这些I/O点会消失并且不能够分配给I/O链中的后续模块。
2. S7-200 PLC的寻址方式及内部数据存储区S7-200 CPU将信息存储在不同的存储单元，每个单元都有惟一的地址。
S7-200CPU使用数据地址访问所有的数据，称为寻址。
输入／输出点、中间运算数据等各种数据类型具有各自的地址定义，大部分指令都需要指定数据地址。
本节将从S7-200的数据长度、寻址、寻址方式和内部数据存储区几个方面进行介绍。
2.1 数据长度S7-200 寻址时，可以使用不同的数据长度。
不同的数据长度表示的数值范围不同。
数据寻址方式
• 1. 通用数据传输指令 • 数据传送指令可以实现数据、地址、标志的传送。除了目标地址为标
志寄存器的传送指令外，本组的其他指令不影响标志。
下一页 返回
3.2 数据运算指令
• （1）传送指令MOV（Move） • 格式：MOV DST, SRC • 功能：SRC（源）→DST（目标）。 • 说明：MOV 指令可以实现一个字节、一个字、一个双字（80386 以
• 即，EA=（基址寄存器）+（变址寄存器）+ disp • 80386 以上支持的32 位相对基址变址寻址方式组合如图3 − 4 所示。 • 6. 比例变址寻址方式 • 这种寻址方式是80386 以上的微处理器才提供的。
上一页 下一页 返回
3.1 数据寻址方式
• 操作数的有效地址由以下几部分相加得到：基址部分（8 个32 位通 用寄存器）、变址部分（除ESP 以外的32 位通用寄存器）乘以比例 因子、位移量（disp）。比例因子可以是1（默认值）、2、4 或8，1 可用来寻址字节数组，2 可用来寻址字数组，4 可用来寻址双字数组 ，8可用来寻址4 字数组。位移量可以是8 位、32 位的带符号数。默 认使用段寄存器的情况由所选用的基址寄存器决定。若使用ESP 或 EBP，默认与SS 配合；若使用其他32 位通用寄存器，默认与DS 配 合。允许使用段超越前缀。
上一页 下一页 返回
3.1 数据寻址方式
• 当计算操作数的物理地址时，要注意段基址和有效地址的来源，表3 − 1 给出了它们的配合情况。
• 段超越前缀格式为：段寄存器名:存储器寻址方式。 • 2. 寄存器间接寻址方式 • 操作数的有效地址在寄存器而操作数本身在存储器中的寻址方式称为
寄存器间接寻址方式。对于16 位寻址，这个寄存器只能是基址寄存 器BX、BP 或变址寄存器SI、DI；对于32位寻址，允许使用任何32 位通用寄存器。
综合技能实训-西门子S7200指令
西门子CPU226可编程控制器CPU226 集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
26K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
图1-1 S7-200微型PLCCPU226外围接线:对于大多数输入来讲，都是24VDC输入，因为S7-200的数字量输入点内部为双向二级管，可以接成漏型（图1—2）或源型（图1—3），只要每一组接成一样就行。
对于数字量输入电路来说，关键是构成电流回路。
输入点可以分组接不同的电源，这些电源之间没有联系也可以。
图1-2 漏型接法图1-3源型接法图1-4 CPU226外围典型接线图存储器的数据类型与寻址方式1. 数据类型（1）数据类型及范围SIMATIC S7-200系列PLC数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。
实数采用32位单精度数来表示，其数值有较大的表示范围：正数为+1.175495E-38～+3.402823E+38；负数为-1.175495E~38～-3.402823E+38。
不同长度的整数所表示的数值范如表3.8所示。
（2）常数在编程中经常会使用常数。
常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。
几种常数形式分别如表3.9所示。
S7-200将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内的字节地址。
每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，元件名称（区域地址符号）如表3.10所示。
建筑电气控制技术(第二版)_第10章
（3）通信扩展模块 S7-200系列目前有两种通信扩展模块： PROFIBUS-DP扩展从站模块（EM277） 和AS-i接口扩展模块（CP243-2）。
Page: 13/131
普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第2 版）
第10章 西门子 S7-200 PLC
4. 人机接口
适用于S7-200的人机接口（HMI）有许多种，如OP系 列操作面板，TP系列触摸屏等，TD200文本显示器是所
Page: 21/131
普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第2 版）
第10章 西门子 S7-200 PLC
图形逻辑门表示格式有利于程序流的跟 踪。
Page: 22/131
普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第2 版）
第10章 西门子 S7-200 PLC
第二节 S7-200 CPU存储器的数据 类型及寻址方式
Page: 3/131
普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第2 版）
第10章 西门子 S7-200 PLC
1.型号|： SIMATIC S7-200 PLC SIMATIC S7-300 PLC SIMATIC S7-400 PLC
PLC的核心CPU芯片已经升级到 Intel80486，甚至采用Pentium处理器。 以极快的速度处理自动化控制任务， S7-200和S7-300的扫描速度为0.37s /指 令。
第10章 西门子 S7-200 PLC
NETWORK 1 //NETWORK TITLE (single line) // //NETWORK COMMENTS // LD I0.0 //load a bit O I0.5 //or a bit A I0.1 //and a bit LD I0.6 A I0.7 OLD //or load A I0.2 A I0.3 A I0.4 = Q10.0 ///output a bit
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
格式：
C[计数器号]
C20
5-5
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
C3
计数器号（位地址） 区域标识（计数器）
当前值
C0 C1 C2 C3
计数器位 （读/写）
C0 C1 C2
C3
I2.1
MOV_W
MSB
15
EN ENO
C3 IN OUT VW200
计数器号 （当前值地址）
区域标识（计数器）
当前值 （读/写）
使用这种字节寻址方式，可以按照字节、字或双字来存取许多存储器区域 (V，I， Q，M S，L 及 SM) 中的数据。若要存取 CPU 存储器中的一个字节、字或双字数据，则必须 以类似位寻址的方式给出地址，包括区域标志符、数据大小以及该字节、字或双字的起始 字节地址，如图 5-2 所示。其它 CPU 存储器区域 (如T，C，HC 以及累加器) 中存取数 据使用的地址格式为：区域标识符和设备号。
z 当前值：16 位符号整数，存储定时器所累计的时间。
z 定时器位：定时器当前值大于预设值时，该位置为“1”。(预设值作为定时器指令的 一部分输入)
可以使用定时器地址 (T＋定时器号) 来存取这些变量。对定时器位或当前值的存取依赖 于所用的指令：带位操作数的指令存取定时器位，而带字操作数的指令存取当前值。如图 5-3 所示，常开节点 (T3) 指令存取定时器位，而 MOV_W 指令存取定时器的当前值。 关 于 S7-200 指 令 系 统 的 详 细 信 息 ， 请 参 阅 第 9 章 的 SIMATIC 指 令 和 第 十 章 的 IEC1131-3 指令。
格式：
位
S [字节地址].[位地址]
S3.1
字节，字，双字 S [长度][起始字节地址] SB4
寻址方式
表3-2 单数据存储器操作数间接寻址类型
表3-3 位倒序寻址
1．倒序寻址
在FFT等算法中，经常要用到位倒序寻址方式。以16点FFT为例，运算结果的次序为 X(0)、X(8)、X(4)、„„X(15)
存储单元 变换结果 位码倒序 位码倒序 存储单元 变换结果 位码倒序 位码倒序 地址 寻址结果 地址 寻址结果
图3-1 DP作为基地址的直接寻址方式
图3-2 SP作为基地址的直接寻址方式
CPL=0时，选择DP的9位地址与指令中的7位地址，组成16位的数据存储器 存储单元的地址；当CPL=1时，选择SP的16位地址加指令中的7位地址，形成
16位的数据存储器存储单元的地址。
直接选择机器码形式：指令中包含数据存储器的低7位地址（dma）
数据寻址方式
寻址的意义：
CPU执行指令时，寻找指令所指定的参与运算的操作数的方法。 不同的寻址方法占有的代码长度、机器周期不一样，在实时信号处理中， 根据不同的情况选用不同的寻址方式非常重要。减少存储空间、减少机 器周期。
7种基本数据寻址方式：
（1）立即数寻址 （2）绝对地址寻址 （3）累加器寻址 （4）直接寻址 （5）间接寻址 （6）存储器映射寄存器寻址 （7）堆栈寻址
3.2.1 数据存储器（dmad）寻址
• 使用数据存储器寻址的指令有：
MVDK Smem, dmad MVKD dmad, Smem MVDM dmad, MMR MVMD MMR, dmad
• 数据存储器寻址使用符号（符号地址）或 一个表示16位地址的立即数来指明寻址的 数据存储单元的16位绝对地址。例如：
3.5.1
单操作数寻址
指令格式如下： 15~8 操作码 7 I=1 6~3 MOD 2~0 ARP
第3章_PLC程序设计基础
位（bit） 最高位（MSB）
…
8 位二进制数组成 1 个字节(Byte) 高字节（如 VB100） 低字节（如 VB101） 两个字节组成 1 个字(Word) 最高字节（如 VB100） （如 VB101） 两个字组成 1 个双字(Double word)
最低位（LSB）
（如 VB102）
最低字节 （如 VB103）
6. 局部变量存储器L
局部变量存储器L用来存放局部变量， 局部变量存储器L和变量存储器V十分相 似，主要区别在于全局变量是全局有效， 即同一个变量可以被任何程序（主程序、 子程序和中断程序）访问。而局部变量只 是局部有效，即变量只和特定的程序相关 联。
7. 定时器T
PLC所提供的定时器作用相当于继电器控 制系统中的时间继电器。每个定时器可提 供无数对常开和常闭触点供编程使用。其 设定时间由程序设置。
5. 特殊标志位存储器SM
PLC中还有若干特殊标志位存储器, 特殊 标志位存储器位提供大量的状态和控制功 能，用来在CPU和用户程序之间交换信息， 特殊标志位存储器能以位、字节、字或双 字来存取，CPU224的SM的位地址编号 范围为SM0.0~SM179.7共180个字节。其 中SM0.0～SM29.7的30个字节为只读型 区域。
I0.0：绝对地址，由内存区和地址组成(SIMATIC程序编辑器用)。 ％I0.0：绝对地址，百分比符号放在绝对地址之前(IEC程序编辑器用)。 #INPUT1：符号地址，“#”号放在局部变量之前(SIMATIC或IEC程序编辑器 用) “INPUT1”：全局符号名(SIMATIC或IEC程序编辑器用)。 ?? .?或????：红色问号，表示一未定义的地址，在程序编译之前必须定义。
电气控制与PLC知识点
第一节低压电器概述一、电器：高压电器：低压电器：二、低压电器的分类1．按用途方式1）低压配电电器低压配电电器主要用于低压供电系统。
分断能力强、限流效果好，动稳定和热稳定性能好。
刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关等。
2）低压控制电器低压控制电器主要用于电力拖动控制系统。
有一定的通断能力、操作频率高，电气和机械寿命长。
接触器、继电器、控制器等。
3）低压主令器用于发送控制指令的电器。
操作频率高，抗冲击，电气和机械寿命长。
按钮、主令开关、行程开关、万能开关等。
4）低压保护电器用于对电路和电气设备进行安全保护的电器。
有一定的通断能力、反应灵敏、可靠性高。
熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。
2．按操作方式1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器三、电磁式电器组成1.电磁机构组成：铁芯，衔铁，线圈原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。
总结： a.衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。
b.直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。
c.交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
U型电磁铁：6～7倍E型电磁铁：10～15倍衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电压线圈可能烧毁。
对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
2.触点系统1)触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。
2)触点接触形式：点接触、线接触、面接触3．灭弧装置灭弧措施：降低电弧温度和电场强度磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）：磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。
灭弧栅（常用作交流灭弧装置）灭弧罩（用于交流和直流灭弧）：采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。
电动力吹弧第二节接触器一、交流接触器1．结构触头系统：主触头、辅助触头常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧2．工作原理：线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变量 (V) 存储器区寻址
程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用 V 存储器来保存与工序或任务相 关的其它数据。可以按位、字节、字或双字来存取 V 存储器。
格式：
位
V [字节地址].[位地址]
字节，字，双字 V [长度][起始字节地址]
V10.2 VW100
位存储器 (M) 区寻址
可以使用内部存储器标志位 (M) 作为控制继电器存储中间操作状态或其它的控制信息。 尽管名为“位存储器区”，表示按位存储，但不仅可以按位，也可以按字节、字或双字来 存取位存储器区。
格式：
AQW [起始字节地址]
AQW4
MSB
15
87
AQW10
字节 10
LSB 0
字节 11
最高有效字节
最低有效字节
AQ W 10
字节地址 访问一个字长度 区域标识（模拟量输出）
图 5-6 存取模拟量输出值
5-6
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
累加器 (AC) 寻址
累加器是可象存储器那样使用的读／写设备。例如，可以用它来向子程序传递参 数，或 从 子 程 序 返 回 参 数 ， 以 及用来存储计算的中间值。 CPU 提供了 4 个 32位累加器 (AC0，AC1，AC2，AC3)。可以按字节、字或双字来存取累加器中的数值。如图 5-7 所 示，按字节、字来存取累加器只使用存于存储器中数据的低8位或低 16 位，以双字来存 取要使用全部 32 位。存取数据的长度由所用指令决定。
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
5
本章述
S7-200 CPU 提供了存储器的特定区域，使控制数据的运行更快、更有效。
节
内
容
5.1 CPU 存储器区域的直接寻址 5.2 CPU 存储器区域的 SIMATIC 间接寻址 5.3 S7-200 CPU 的存储器保持 5.4 由用户程序来永久保存数据 5.5 使用存储器卡来保存用户程序
MSB 7
LSB 0
VB100
VB100
V B 100
字节地址 访问一个字节 区域标识(V=存储器)
最高有效字节
最低有效字节
MSB 15
87
LSB 0
VW100 VB100
VB101
V W 100
字节地址 访问一个字 区域标识(V=存储器)
最高有效字节
MSB
31
24
VD100 VB100
23
VB101
格式：
位
L [字节地址].[位地址] L0.0
字节，字，双字 L [长度] [起始字节地址] LB33
5-4
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
定时器 (T) 存储器区寻址
S7-200 CPU 中，定时器是累计时间增量的设备。S7-200 定时器精度 (时基增量) 有 1ms，10ms，100ms 三种。有两个相关的变量：
格式：
C[计数器号]
C20
5-5
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
C3
计数器号（位地址） 区域标识（计数器）
当前值
C0 C1 C2 C3
计数器位 （读/写）
C0 C1 C2
C3
I2.1
MOV_W
MSB
15
EN ENO
C3 IN OUT VW200
计数器号 （当前值地址）
区域标识（计数器）
当前值 （读/写）
数据大小
B (字节) : 8位值 W (字) : 16位值 D (双字) : 32位值
无符号整数
十进制
十六进制
0 to 255
0 to FF
0 to 65,535 0 to FFFF
0 to
0 to
4,294,967,295 FFFF FFFF
有符号整数
十进制
十六进制
-128 to 127
80 to 7F
局部存储器和变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是全局有效的，而局部存储器是 局部有效的。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取 (例如，主程序、子程序或中断 程序)。局部是指存储器区和特定的程序相关联。S7–200 PLC 给主程序分配 64 个局部 存储器；给每一级子程序嵌套分配 64个字节局部存储器；给中断程序分配 64 个字节。
z 当前值：16 位符号整数，存储定时器所累计的时间。
z 定时器位：定时器当前值大于预设值时，该位置为“1”。(预设值作为定时器指令的 一部分输入)
可以使用定时器地址 (T＋定时器号) 来存取这些变量。对定时器位或当前值的存取依赖 于所用的指令：带位操作数的指令存取定时器位，而带字操作数的指令存取当前值。如图 5-3 所示，常开节点 (T3) 指令存取定时器位，而 MOV_W 指令存取定时器的当前值。 关 于 S7-200 指 令 系 统 的 详 细 信 息 ， 请 参 阅 第 9 章 的 SIMATIC 指 令 和 第 十 章 的 IEC1131-3 指令。
格式:
位
I[字节地址].[位地址]
I0.1
字节，字，双字 I[长度][起始字节地址]
IB4
输出映象寄存器 (Q) 寻址
在扫描周期的结尾，CPU 将输出映象寄存器的数值复制到物理输出点上。可以按位、字 节、字或双字来存取输出映象寄存器。
格式：
位
Q [字节地址].[位地址] Q1.1
字节，字，双字 Q [长度][起始字节地址] QB5
z 计数器位：当计数器的当前值大于或等于预设值时，此位置为“1”。(预设值作为计 数器指令的一部分输入)
可以使用计数器地址 (C＋计数数号) 来存取这些变量。对计数器位或当前值的存取依赖 于所用的指令：带位操作数的指令存取计数器位，而带字操作数的指令存取当前值。如图 5-4 所示，常开接点 (C3) 指令存取计数器位，而 MOV-W 指令存取计数器的当前值。 关于 S7-200 指令系统的详细信息，请参阅第9章 SIMATIC 指令和第十章的 IEC1131-3 指令。
MSB = 最高有效位 LSB = 最低有效位
16 15
VB102
最低有效字节
LSB
87
0
VB103
V D 100
字节地址
访问一个双字 区域标识(V=存储器)
图 5-2 字节、字和双字对同一地址存取操作的比较
5-2
CPU 存储器的数据类型及寻址方式
数值表示
表 5-1 给出了不同长度的数值所能表示的整数范围。
局部存储器在分配时 PLC 不进行初始化，初值可能是任意的。当在子程序调用中传递参 数时，在被调用子程序的局部存储器中，由 CPU 代替被传递的参数的值。局部存储器在 参数传递过程中不接收值，在分配时不被初始化，也没有任何值。
可以按位、字节、字或双字访问局部存储器。可以把局部存储器作为间接寻址的指针，但 是不能作为间接寻址的存储器区。
格式：
AIW [起始字节地址]
AIW4
MSB 15
AIW8
字节8
最高有效字节
LSB
87
0
字节 9
最低有效字节
AI W 8
字节地址
访问一个字长度 区域标识（模拟量输入）
图 5-5 存取模拟量输入值
模拟量输出 (AQ) 寻址
S7-200 把1个字长 (16位) 数字值按比例转换为电流或电压。可以用区域标识符 (AQ) 、 数据长度 (W) 及起始字节地址来置这些值。如图 5-6 所示，因为模拟输出量为一个字 长，且从偶数字节 (如 0.2，4) 开始，必须使用偶数字节地址 (如 AQW0，AQW2， AQW4) 来设置这些值。用户程序无法读取这个模拟输出值。
格式:
T [定时器号]
T24
T3
定时器号（位地址） 区域标识（定时器）
当前值
定时器位（读/写）
T0
T0
T1
T1
T2
T2
T3
T3
I2
MSB
MOV W
15
1
EN
T3 IN OUT VW200
定时器号 （当前值地址）
区域标识(定时器)
图 5-3 存取 SIMATIC 定时器数据
定时器当前值（读/写） LSB
实 数 ( 或 浮 点 数) 采 用 32 位单 精度数 来表示 ，其格 式是正 数：+1.175495E-38 到 +3.402823E+38；负数：-1.175495E-38 到 -3.402823E+38。按照ANSI/IEEE 754 1985 标准格式，以双字长度来存取。
表 5-1 数据大小规定及相关整数范围
C0 C1 C2
C3
LSB0计数器位 C0 C1 C2 C3
图 5-4 存取计数器数据
模拟量输入 (AI) 寻址
S7-200 将现实世界的模拟值 (如温度或电压) 转换成1个字长 (16 位) 的数字量。可以用 区域标识符 (AI) 、数据长度 (W)，及字节的起始地址来存取这些值。如图 5-5 所示，因 为模拟输入量为 1 个字长，且从偶数位字节 (如0.2，4) 开始，所以必须用偶数字节地址 (如 AIW0，AIW2，AIW4) 来存取这些值。模拟量输入值为只读数据。
. I 3 . 4
字节的位，或位号：(0-7) 字节与位地址之间的间隔
字节地址：字节（3=第4 个字节） 区域标识(I=输入)
MSB = 最高位 LSB = 最低位
MSB
LSB
7 6543 210 I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
I 10
I 11
I 12 I 13
I 14