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SIEMENS间接寻址

   日期:2007-12-12     作者:管理员    

  一、引言

  相信大家在使用SIEMENS S7-300 CPU和其它站点进行通信时,可能会遇到把一定的PI区数据依次读入其它存储区域的问题,在通信数据量较少时,可以使用L/T指令,但如果数据量很大时,我们则可以使用指针来完成。

  二、工程实例

  在某个项目中要用S7-300读一个PROFIBUS总线上的一个从站(DP/DP Coupler)中的200多个字节的数据,由于数据量较大,本来准备用SFC20(BLKMOV)来读取,可是SFC20不支持PI区。于是准备用指针来读取,请看下面的一段有错误的程序。

  接口和程序如下(本例中用M区来代替PI区):

  接口简介:number:要传递的数据个数;

  start_addr1:源存储区域的起始地址;

  start_addr1:目的存储区域(DB)的起始地址;

  db_mumber:目的数据块编号;

  len_in:以什么单位读取(本例中用WORD为单位读取)

SIEMENS间接寻址如图

 

  FC100:L     #start_addr1  &n

bsp;             //initialize pointer

  T     #pointer1

  L     #start_addr1

  T     #pointer2

  L     #db_number

  T     #db_pointer

  L     #len_in

  T     #len

  OPN   DB [#db_pointer]

  L     #number

  next: T     #buffer                    

  L     MW [#pointer1]

  T     DBW [#pointer2]

  L     #pointer1

  L     #len

  +I   

  T     #pointer1

  L     #pointer2

  L     #len

  +I   

  T     #pointer2

  L     #buffer

  LOOP  next

  BE  

  OB1:  CALL  "loop" //从MW0-MW222依次传5到DB2.DBW0-DB2.DBW222中。(MW500=112)

  number     :=MW500

  start_addr1:=DW#16#0

  start_addr2:=DW#16#0

  db_number  :=W#16#2

  len_in     :     =2

  程序编好后,用WINLC进行模拟,程序下进去后根本不能运行,于是试着将OB121下载到CPU,哎,CPU总算可以运行了,于是在变量表里进行监控,开始几个字节数据都能正常读入,后面数据就读取错误,一气之下把MW500值变为10000,奇怪,数据全部读入正确,难道是LOOP指令用错了,这时去查看CPU诊断信息,这才恍然大悟于是嘴里又说出自己的口头禅(MAKE A BIG MIST

AKE!)原来是指针使用错误。下面来详细介绍SIEMENS间接寻址后,再来分析其中的错误!

  三、SIEMENS间接寻址

  3.1地址的概念

  我们知道,完整的一条指令,应该包含指令符+操作数(不包括那些单指令)。其中的操作数是指令要执行的目标,也就是指令要进行操作的地址。

  在PLC中存在各种用途的存储区,比如物理输入输出区P、映像输入区I、映像输出区Q、位存储区M、定时器T、计数器C、资料区DB和L等,同时我们还知道,每个区域可以用位(BIT)、字节(BYTE)、字(WORD)、双字(DWORD)来衡量,或者说来指定确切的大小。当然定时器T、计数器C不存在这种衡量体制,它们仅用位来衡量。由此我们可以得到,要描述一个地址,至少应该包含两个要素:

  1、存储的区域

  2、这个区域中具体的位置

  比如:A Q2.0,其中的A是指令符,Q2.0是A的操作数,也就是地址。这

  个位址由两部分组成:Q:指的是映像输出区;2.0:就是这个映像输出区第二个字节的第0位。因此一个确切的地址组成应该是:〖存储区符〗〖存储区尺寸符〗〖尺寸数值〗.〖位数值〗,例如:DBX

0.0。

  其中,我们又把〖存储区符〗〖存储区尺寸符〗这两个部分合称为:地址标识符。这样,一个确切的地址组成,又可以写成:地址标识符 + 确切的数值单元

  3.2 间接寻址的概念

  寻址,就是指定指令要进行操作的地址。给定指令操作的位址方法,就是寻址方法。

  所谓直接寻址,简单的说,就是直接给出指令的确切操作数,像上面所说的,A Q2.0,这样看来,间接寻址就是间接的给出指令的确切操作数。比如:A Q[MD0] ,A T[DBW4]。程序语句中用方刮号 [ ] 标明的内容,间接的指明了指令要进行的位址,这两个语句中的MD0和DBW4称为指针Pointer,它指向它们其中包含的数值,才是指令真正要执行的地址区域的确切位置。间接由此得名。

  3.3 间接寻址的两种方法

  西门子的间接寻址方式有两大类型:内存间接寻址和寄存器间接寻址。

  3.3.1内存间接寻址

  内存间接寻址的地址给定格式是:地址标识符+指针。指针所指示存储单元中所包含的数值,就是地址的确切数值单元。

  内存间接寻址具有两个指针格式:单字和双字。

  单字指针是一个16bit的结构,从0-15bit,指示一个从0-65535的数值,这个数值就是被寻址的存储区域的编号。

  双字指针是一个32bit的结构,从0-2bit,共三位,按照8进制指示被寻址的位编号,也就是0-7;而从3-18bit,共16位,指示一个从0-65535的数值,这个数值就是被寻址的字节编号。

  指针可以存放在M、DI、DB和L区域中,也就是说,可以用这些区域的内容来做指针。

  单字指针和双字指针在使用上有很大区别。单字指针只应用在地址标识符是非位的情况下。的确,单字指针前面描述过,它确定的数值是0-65535,而对于byte.bit这种具体位构来说,只能用双字指针。这是它们的第一个区别,单字指针的另外一个限制就是,它只能对T、C、DB、FC和FB进行寻址,通俗地说,单字指针只可以用来指代这些存储区域的编号。

  相对于单字指针,双字指针就没有这样的限制,它不仅可以对位地址进行寻址,还可以对BYTE、WORD、DWORD寻址,并且没有区域的限制。不过,有得必有失。(在对非位的区域进行寻址时,必须确保其0-2bit为全0!)

  总结一下:

  单字指针的内存间接寻址只能用在地址标识符是非位的场合;双字指针由于有位格式存在,所以对地址标识符没有限制。也正是由于双字指针是一个具有位的指针。(因此,当对字节、字或者双字存储区地址进行寻址时,必须确保双字指针的内容是8或者8的倍数。)

  现在,我们来分析一下下面例子中的A I[MD104] 为什么最后是对I1.2进行与逻辑操作。

  通过L L#+10 ,我们知道存放在MD104中的值应该是:

  MD104:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

  当作为双字指针时,就应该按照3-18bit指定byte,0-2bit指定bit来确定最终指令要操作的位址,因此:

  0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 = 1.2

  3.3.2 地址寄存器间接寻址

  在先前所说的内存间接寻址中,间接指针用M、DB、DI和L直接指定,就是说,指针指向的存储区内容就是指令要执行的确切地址数值单元。但在寄存器间接寻址中,指令要执行的确切地址数值单元,并非寄存器指向的存储区内容,也就是说,寄存器本身也是间接的指向真正的地址数值单元。从寄存器到得出真正的地

址数值单元,西门子提供了两种途径:

  1、区域内寄存器间接寻址

  2、区域间寄存器间接寻址

  地址寄存器间接寻址的一般格式是:

  〖地址标识符〗〖寄存器,P#byte.bit〗,比如:DIX[AR1,P#1.5] 或 M[AR1,P#0.0] 。

  〖寄存器,P#byte.bit〗统称为:寄存器寻址指针,而〖地址标识符〗在上帖中谈过,它包含〖存储区符〗+〖存储区尺寸符〗。但在这里,情况有所变化。比较一下刚才的例子:

  DIX [AR1,P#1.5]

  X [AR1,P#1.5]

  DIX可以认为是我们通常定义的地址标识符,DI是背景数据块存储区域,X是这个存储区域的尺寸符,指的是背景数据块中的位。但下面一个示例中的M呢?X只是指定了存储区域的尺寸符,那么存储区域符在哪里呢?毫无疑问,在AR1中!

  DIX [AR1,P#1.5] 这个例子,要寻址的地址区域事先已经确定,AR1可以改变的只是这个区域内的确切地址数值单元,所以我们称之为:区域内寄存器间接寻址方式,相应的,这里的[AR1,P#1.5] 就叫做区域内寻址指针。

  X [AR1,P#

1.5] 这个例子,要寻址的地址区域和确切的地址数值单元,都未事先确定,只是确定了存储大小,这就是意味着我们可以在不同的区域间的不同地址数值单元以给定的区域大小进行寻址,所以称之为:区域间寄存器间接寻址方式,相应的,这里的[AR1,P#1.5] 就叫做区域间寻址指针。

  既然有着区域内和区域间寻址之分,那么,同样的AR1中,就存有不同的内容,它们代表着不同的含义。

  【AR的格式】

  地址寄存器是专门用于寻址的一个特殊指针区域,西门子的地址寄存器共有两个:AR1和AR2,每个32位。

  当使用在区域内寄存器间接寻址中时,我们知道这时的AR中的内容只是指明数值单元,因此,区域内寄存器间接寻址时,寄存器中的内容等同于上帖中提及的内存间接寻址中的双字指针,也就是:

  其0-2bit,指定bit位,3-18bit指定byte字节。其第31bit固定为0。AR:0000 0000 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX,这样规定,就意味着AR的取值只能是:0.0 --65535.7。

  例如:当AR=D4(HEX)=0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101 0100(B),实际上就是等于26.4。

  而在区域间寄存器间接寻址中,由于要寻址的区域也要在AR中指定,显然这时的AR中内容肯定于寄存器区域内间接寻址时,对AR内容的要求,或者说规定不同。AR:1000 0YYY 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX

  比较一下两种格式的不同,我们发现,这里的第31bit被固定为1,同时,第24、25、26位有了可以取值的范围,这是用于指定存储区域的。对,bit24-26的取值确定了要寻址的区域,它的取值定义如下:

  区域标识符

  26、25、24位

  P(外部输入输出)

  000

  I(输入映像区)

  001

  Q(输出映像区)

  010

  M(位存储区)

  011

  DB(数据块)

  100

  DI(背景数据块)

  101

  L(暂存资料区,也叫局域资料)

  如果我们把这样的AR内容,用HEX表示的话,那么就有:

  当是对P区域寻址时,AR=800xxxxx

  当是对I区域寻址时,AR=810xxxxx

  当是对Q区域寻址时,AR=820xxxxx

  当是对M区域寻址时,AR=830xxxxx

  当是对DB区域寻址时,AR=840xxxxx

  当是对DI区域寻址时,AR=850xxxxx

  当是对L区域寻址时,AR=870xxxxx

  因此可以得出结论:如果AR中的内容是8开头,那么就一定是区域间寻址;如果要在DB区中进行寻址,只需在8后面跟上一个40。84000000-840FFFFF指明了要寻址的范围是:DB区的0.0--65535.7。

  我们看到,在寄存器寻址指针 [AR1/2,P#byte.bit] 这种结构中,P#byte.bit又是什么呢?

  3.3.3 P#指针

  P#中的P是Pointer,是个32位的直接指针。所谓的直接,是指P#中的#后面所跟的数值或者存储单元,是P直接给定的。这样P#XXX这种指针,就可以被用来在指令寻址中,作为一个"常数"来对待,这个"常数"可以包含或不包含存储区域。我们发现,当对P#只是指定数值时,累加器中的值和区域内寻址指针规定的格式相同(也和内存间接寻址双字指针格式相同);而当对P#

指定带有存储区域时,累加器中的内容和区域间寻址指针内容完全相同。事实上,把什么样的值传给AR,就决定了是以什么样的方式来进行寄存器间接寻址。在实际应用中,我们正是利用P#的这种特点,根据不同的需要,指定P#指针,然后,再传递给AR,以确定最终的寻址方式。

  在寄存器寻址中,P#XXX作为寄存器AR指针的偏移量,用来和AR指针进行相加运算,运算的结果,才是指令真正要操作的确切地址数值单元!

  无论是区域内还是区域间寻址,地址所在的存储区域都有了指定,因此,这里的P#XXX只能指定纯粹的数值.

  3.3.3指针偏移运算法则

  在寄存器寻址指针 [AR1/2,P#byte.bit] 这种结构中,P#byte.bit如何参与运算,得出最终的地址呢?

  运算的法则是:AR1和P#中的数值,按照BYTE位和BIT位分类相加。BIT位相加按八进制规则运算,而BYTE位相加,则按照十进制规则运算。

  例如:寄存器寻址指针是:[AR1,P#2.6],我们分AR1=26.4和DBX26.4两种情况来分析。

  当AR1等于26.4,

  AR1:26.2

  + P#: 2

.6

  = 29.7 这是区域内寄存器间接寻址的最终确切地址数值单元

  3.3.3 AR的地址资料赋值

  通过前面的介绍,我们知道,要正确运用寄存器寻址,最重要的是对寄存器AR的赋值。同样,区分是区域内还是区域间寻址,也是看AR中的赋值。

  对AR的赋值通常有下面的几个方法:

  1、直接赋值法

  L DW#16#83000320

  LAR1

  可以用16进制、整数或者二进制直接给值,但必须确保是32位资料。经过赋值的AR1中既存储了地址数值,也指定了存储区域,因此这时的寄存器寻址方式肯定是区域间寻址。

  2、间接赋值法

  L [MD100]

  LAR1

  可以用内存间接寻址指针给定AR1内容。具体内容存储在MD100中。

  3、指针赋值法

  LAR1 P#26.2

  使用P#这个32位"常数"指针赋值AR。

  总之,无论使用哪种赋值方式,由于AR存储的资料格式有明确的规定,因此,都要在赋值前,确认所赋的值是否符合寻址规范。

  四、错误分析

  在介绍了以上SIEMENS间接寻址的几种方法后,不难看出前面的程序错误所在!对,就是用双字的指针对字节、字或者双字存储区地址进行寻址时,必须确保双字指针的内容是8或者8的倍数;在对非位的区域进行寻址时,必须确保其0-2bit为全0!因此我们只要对上面程序代码稍加修改即可:

  L     #start_addr1                //initialize pointer

  T     #pointer1

  L     #start_addr1

  T     #pointer2

  L     #db_number

  T     #db_pointer

  L     #len_in

  T     #len

  OPN   DB [#db_pointer]

  L     #number

  next: T     #buffer

  L     #pointer1                  

  L     8

  *D   

  T     #pointer1_act              //新建的临时变量

  L   &nb

sp; #pointer2

  L     8

  *D   

  T     #pointer2_act             //新建的临时变量

  L     MW [#pointer1_act]

  T     DBW [#pointer2_act]

  L     #pointer1

  L     #len

  +I   

  T     #pointer1

  L     #pointer2

  L     #l

en

  +I   

  T     #pointer2

  L     #buffer

  LOOP  next

  BE  

  终于,程序可以正确运行,达到自己的目的了,希望通过以上介绍,能够对那些初学指针的朋友有所帮助!

 


 

 
  
  
  
  
 
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