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在上篇文章中，我們知道了如何在PLC中區(qū)分?jǐn)?shù)值的正負(fù)，并知道了什么是整點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。那么，這次我們接著學(xué)習(xí)PLC的各種數(shù)值運(yùn)算指令。

所謂數(shù)值運(yùn)算，就是通過加減乘除來實(shí)現(xiàn)數(shù)值的變換。然，在三菱FX PLC 2N中，這些個(gè)加減乘除具體又是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?

一、BIN數(shù)的四則運(yùn)算指令

BIN數(shù)，即帶符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)，它的四則運(yùn)算指令包括加、減、乘、除指令。

(1)ADD(加)指令、SUB(減)指令

從編程手冊(cè)的截圖中，可以看到，ADD指令和SUB指令都有脈沖執(zhí)行型和連續(xù)執(zhí)行型兩種，且都可用于16位和32位。當(dāng)然，它們的適用軟元件為字軟元件。

加、減指令都有兩個(gè)源操作數(shù)(S1·)、(S2·)和一個(gè)目的操作數(shù)(D·)，它們?cè)谔菪螆D中的形式如下圖所示。在ADD指令中，其代表的含義為(S1) (S2)=(D)，將S1中的數(shù)值加上S2中的數(shù)值，然后把和存放到D中。同理，在SUB指令中，其代表的含義為(S1)-(S2)=(D)，將S1中的數(shù)值減去S2中的數(shù)值，然后把差存放到D中。

看過上篇文章的都知道，BIN數(shù)是帶有符號(hào)的，所以它們?cè)谶\(yùn)算的過程中，也要考慮到符號(hào)的影響。加、減指令在執(zhí)行后要影響到三個(gè)標(biāo)志位，如下圖所示。

M8022這個(gè)進(jìn)位標(biāo)志位，看過我系列文章的人可能還有點(diǎn)印象，其實(shí)我在寫到移位指令就提到過它。不記得的可以回顧一下移位指令的內(nèi)容。

小學(xué)生都知道，兩個(gè)數(shù)相加減會(huì)涉及到借位和進(jìn)位的問題，例如十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算7 8=15，其中的1就是進(jìn)位，15-7=8中的1被借位。同理，PLC的BIN數(shù)四則運(yùn)算也要考慮進(jìn)位和借位問題，當(dāng)兩個(gè)數(shù)相加，它們的和大于(D)所能保存的大值后，M8022狀態(tài)為ON。同理，兩個(gè)數(shù)相減，它們的差小于(D)所能保存的小值后，M8021狀態(tài)為ON。

所謂(D)所能保存的大值或小值，是指這些參與運(yùn)算的字軟元件所能保存的數(shù)值限值，包括符號(hào)位在內(nèi)。例如上圖的例子，(D0)=K32767，執(zhí)行指令A(yù)DD D0 K1 D10后，和為K32768，一個(gè)16位的字元件，所能保存的大正整數(shù)為K32767(包括符號(hào)位)，所以D10超出大值，此時(shí)進(jìn)位標(biāo)志位M8022為ON，另外，從圖中可以看到，D10的值變?yōu)?，所以此時(shí)M8020也為ON。同理，減法的溢出也是大同小異，我在此就不再舉例，大家感興趣的，可以用軟件編程驗(yàn)算一下結(jié)果。

ADD指令和SUB指令比較簡(jiǎn)單，實(shí)際運(yùn)用不用我多說大家也知道，反正哪里需要加減，哪里就會(huì)出現(xiàn)它們。但要注意的一點(diǎn)是，PLC每掃描一個(gè)周期，這些指令就執(zhí)行一次，此時(shí)，重復(fù)執(zhí)行加、減運(yùn)算可能不是我們需要的，所以應(yīng)該選擇脈沖執(zhí)行型指令A(yù)DDP、SUBP或邊沿觸發(fā)型驅(qū)動(dòng)條件。

(2)MUL(乘)指令、DIV(除)指令

從編程手冊(cè)的截圖中，可以看到，MUL指令和DIV指令也有脈沖執(zhí)行型和連續(xù)執(zhí)行型兩種，且都可用于16位和32位，但終址D只有在16位運(yùn)算時(shí)才可以用V、Z字元件。

和加、減指令一樣，乘、除指令都有兩個(gè)源操作數(shù)(S1·)、(S2·)和一個(gè)目的操作數(shù)(D·)，它們?cè)谔菪螆D中的形式如下圖所示。不一樣的地方在于乘法指令和除法指令的目的操作數(shù)，在用于16位運(yùn)算時(shí)目的操作數(shù)占兩個(gè)字元件D、D 1，用于32位運(yùn)算時(shí)目的操作數(shù)占四個(gè)字元件D、D 1、D 2、D 3。這是很顯然的，因?yàn)槌朔ㄋ玫姆e往往比因數(shù)大很多，若此時(shí)僅用一個(gè)字元件(16位運(yùn)算時(shí))保存結(jié)果是不夠的。另外，除法運(yùn)算在無法整除的時(shí)候，就會(huì)有余數(shù)，所以就要用多一個(gè)字元件來保存余數(shù)(16位運(yùn)算時(shí))。

在MUL指令中，這些操作數(shù)代表的含義為(S1)×(S2)=(D 1，D)，將S1中的數(shù)值乘以S2中的數(shù)值，然后把積存放到D 1，D兩個(gè)連續(xù)字元件中。同理，在DIV指令中，其代表的含義為(S1)÷(S2)=(D)…(D 1)，將S1中的數(shù)值除以S2中的數(shù)值，然后把商存放到D中，把余數(shù)存放到D 1中。其梯形圖形式如下圖所示，16位和32位所占用的字元件有所不同。

MUL指令和DIV指令也比較簡(jiǎn)單，實(shí)際運(yùn)用也不用我多說。和加、減指令一樣，PLC每掃描一個(gè)周期，這些指令就執(zhí)行一次，此時(shí)，重復(fù)執(zhí)行乘、除運(yùn)算可能不是我們需要的，所以應(yīng)該選擇脈沖執(zhí)行型指令MULP、DIVP或邊沿觸發(fā)型驅(qū)動(dòng)條件。

除法運(yùn)算的除數(shù)是不能為零的，PLC中也一樣，若除數(shù)為0，錯(cuò)誤標(biāo)志位M8067=ON。

知道了BIN數(shù)的四則運(yùn)算指令后，我們接著來看加1、減1指令。

二、加1指令I(lǐng)NC和減1指令DEC

加1、減1，顧名思義，是指該指令執(zhí)行一次，數(shù)值加1或減1,。INC指令和DEC指令只有目的操作數(shù)(D·)，其梯形圖形式如下圖所示。

INC指令和DEC指令在執(zhí)行的過程中不會(huì)影響到標(biāo)志位M8020、M8021、M8022。當(dāng)采用連續(xù)執(zhí)行型時(shí)，顯然，D會(huì)不斷地進(jìn)行加1或減1操作，此時(shí)若超出其限值會(huì)怎樣呢?其實(shí)，INC指令和DEC指令是一個(gè)單位累加(累減)環(huán)形計(jì)數(shù)器，如下圖所示。

在執(zhí)行INC指令時(shí)，若當(dāng)前值為-1，加1 后其值就變?yōu)?，再加1就變?yōu)?;若當(dāng)前值為32767(H7FFF)，加1后變?yōu)?32768(H8000)。同理，在執(zhí)行DEC指令時(shí)，若當(dāng)前值為1，減1 后其值就變?yōu)?，再減1就變?yōu)?1;若當(dāng)前值為-32768(H8000)，減1后變?yōu)?2767(H7FFF)。

談及INC指令，我就會(huì)想到一道題：求1 2 3 …… 99的和。這道題用INC指令顯然可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)計(jì)算，如下圖所示。這是我隨手編的一段程序，結(jié)合INC指令和ADD指令就可以算出1 2 3 …… 99=4950。當(dāng)然，這只是隨手編的，大家也可以嘗試一下其他方法。

INC指令和DEC指令

經(jīng)常和變址尋址配合應(yīng)用在累加或累減及檢索等程序中。例如把D0~的D100的數(shù)值相加等，在這里我就不編程序啦。

知道了四則運(yùn)算指令和加1、減1指令后，我們繼續(xù)來學(xué)習(xí)一個(gè)比較繞的指令：求補(bǔ)碼指令NEG。

三、求補(bǔ)碼指令NEG

NEG指令和INC指令、DEC指令一樣，只有一個(gè)操作數(shù)，驅(qū)動(dòng)條件成立時(shí)，將D的數(shù)值求補(bǔ)碼，然后將結(jié)果送回到D中去。

上篇文章提到，在PLC中，正數(shù)(符號(hào)位為0)直接用其原碼表示，而(符號(hào)位為1)負(fù)數(shù)就用其補(bǔ)碼表示。而NEG指令是直接對(duì)數(shù)值進(jìn)行求反加1(包括符號(hào)位)，不管當(dāng)前值是正數(shù)還是負(fù)數(shù)，所以，其求出來的結(jié)果，和定義上的補(bǔ)碼有所出入。

例如-3在寄存器中用補(bǔ)碼表示(HFFFD)，用NEG指令求補(bǔ)后，結(jié)果為 3(H0003);再如 6在寄存器中用原碼表示(H0006)，用NEG指令求補(bǔ)后，結(jié)果為-6的補(bǔ)碼(HFFFA)。

顯然，NEG指令其實(shí)是求相反數(shù)的指令，當(dāng)然，這是基于負(fù)數(shù)本就是用補(bǔ)碼表示的前提下的。

學(xué)到這里，已經(jīng)有7個(gè)指令了，為了不那么累，這次的分享學(xué)習(xí)就先到這里吧!

注：本文章內(nèi)容都是基于三菱FX PLC 2N所寫

選自《三菱FX系列PLC功能指令詳解》第五章第29～38課時(shí)

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