Conversies, vergelijkingen, logische, reken- en schuifbewerkingen

Transcriptie

1 Conversies, vergelijkingen, logische, reken- en schuifbewerkingen SUB_R WOR_W 1 2 BCD_I MU_R Basis PC Inhoud pagina pagina 1 Basis PC

2 Conversie-instructies BCD <-> Integer Uiteenzetting Ingave van een BCD-getal Uitgave van een BCD-getal Conversie BCD->Integer Conversie BCD<-Integer Gebruikersprogramma met aritmetische instructies op gehele getallen AD FBD S IW4 BCD_I MW20 IW4 BCD_I MW20 BI IW4 MW20 MW10 I_BCD QW12 MW10 I_BCD QW12 IB MW10 QW12 2 Basis PC Voorbeeld De instructieset van de S7-300/400 ondersteunt een heleboel conversie- mogelijkheden. De instructies hebben allemaal dezelfde vorm: Conversieinstructies Een gebruikersprogramma moet berekeningen uitvoeren op waarden die met duimwielschakelaars ingesteld zijn, en het resultaat op een digitaal display visualiseren. Aritmetische berekeningen kunnen onmogelijk in BCD-formaat uitgevoerd worden, dus moeten we het formaat veranderen. Enable-ingang (), enable-uitgang () Wanneer het RO aan de enable-ingang op 1 staat, wordt de conversie uitgevoerd. De enable-uitgang heeft meestal dezelfde signaalstatus als de enable-ingang. Wanneer dit niet het geval is, vermelden we dit expliciet. Ingangsparameter () Wanneer = 1 is, wordt de waarde aan in de conversie-instructie gelezen. Uitgangsparameter () Het resultaat van de conversie wordt aan de uitgang afgeleverd. BCD_I / BI I_BCD / IB BCD_DI / BD DI_BCD / DB Conversie van een BCD-getal in een geheel getal van 16 bits. Deze instructie leest de inhoud van de parameter onder de vorm van een BCD-getal met drie cijfers (+/- 999) en converteert dit in een geheel getal (16 bits). Conversie van een geheel getal van 16 bits in een BCD-getal. Deze instructie leest de inhoud van de parameter onder de vorm van een geheel getal (16 bits) en converteert dit in een BCD-getal met drie cijfers (+/- 999). In geval van een overflow is = 0. Converteert een BCD-getal (+/ ) in een geheel getal van 32 bits. Converteert een geheel getal van 32 bits in een BCD-getal van 7 cijfers (+/ ). In geval van een overflow is = 0. pagina 2 Basis PC

3 Conversie-instructies I -> DI -> REA Gegevens van het type integer (geheel getal van 16 bits) Uiteenzetting Conversie integer 16 bits in integer 32 bits Conversie integer 32 bits in reële getallen Berekeningsprogramma met reële getallen F B D MW12 I_DI MD14 DI_R MD26 S AD MD14 MW12 ID DR MD26 I_DI DI_R MW12 MD14 MD14 MD26 3 Basis PC Voorbeeld I_DI / ID DI_R / DR Nota Een gebruikersprogramma werkt met gehele getallen van 16 bits, maar moet ook delingen uitvoeren, waarvan het resultaat wel eens kleiner dan 1 zou kunnen zijn en dus alleen maar onder de vorm van een reëel getal kan worden weer-gegeven. Het resultaat moet dus in een reëel getal geconverteerd worden. Het gehele getal van 16 bits moet eerst in een geheel getal van 32 bits geconverteerd worden. Converteert een geheel getal van 16 bits in een geheel getal van 32 bits. Converteert een geheel getal van 32 bits in een getal met glijdende komma. Andere conversie-instructies, zoals: V_I / VI NEG_I / NEGI RUNC / RUNC ROUND / RND CEI / RND+ FOOR / RND- V_DI / VD NEG_DI / NEGD NEG_R / NEGR worden in een programmeercursus voor gevorderden bestudeerd. pagina 3 Basis PC

4 Vergelijkingsfuncties AD FBD S CMP ==I Q9.7 CMP ==I IW0 IW2 1 2 IW0 IW2 1 2 Q9.7 = IW0 IW2 ==I = Q9.7 4 Basis PC CMP Met de vergelijkingsinstructies kunnen we de volgende digitale waarden met elkaar gaan vergelijken: I twee gehele getallen (van elk 16 bits met vaste komma) D twee gehele getallen (van elk 32 bits met vaste komma) R twee getallen met glijdende komma (reële getallen van 32 bits = getallen met glijdende komma volgens IEEE). Wanneer de vergelijking "waar" is, is het RO = 1. In het andere geval is het RO = 0. De vergelijkingen hebben betrekking op de ingangen 1 en 2, volgens het soort instructie: EQ: ==: 1 is gelijk aan 2 NE: <>: 1 is verschillend van 2 G: >: 1 is groter dan 2 : <: 1 is kleiner dan 2 GE: >=: 1 is groter dan of gelijk aan 2 E: <=: 1 is kleiner dan of gelijk aan 2 pagina 4 Basis PC

5 ogische woordbewerkingen IW0 W#16#5F2A WXOR_W WOR_W WAND_W 1 2 MW10 IW0 = 15 IW 0 W#16#5F2A AW / OW / XOW MW W#16#5F2A = AND OR XOR MW10 na "AW" MW10 na "OW" MW10 na "XOW" Basis PC WAND_W WOR_W WXOR_W De "Word AND"-instructie combineert bit per bit de twee digitale waarden die gespecificeerd zijn bij 1 en 2, gebaseerd op de AND-waarheidstabel. Het resultaat van de AND-bewerking wordt opgeslagen op het adres. De instructie wordt uitgevoerd als het ingangssignaal van = 1. Voorbeeld: Maskeren van de 4de decade van de duimwielschakelaar: IW4 = W#16#0FFF = MW30 = De "Word OR"-instructie combineert bit per bit de twee digitale waarden die gespecificeerd zijn bij 1 en 2, gebaseerd op de OR-waarheidstabel. Het resultaat van de OR-bewerking wordt opgeslagen op het adres. De instructie wordt uitgevoerd, als de ingangstoestand van = 1. Voorbeeld: Setten van bit 0 in MW32: MW32 = W#16#0001 = MW32 = De "Word Exclusive OR"-instructie combineert bit per bit de twee binaire waarden die bij de ingangen 1 en 2 aangegeven zijn, gebaseerd op de exclusieve-orwaarheidstabel. Het resultaat van WXOR-instructie wordt opgeslagen op het adres. De instructie wordt uitgevoerd, als de ingang van = 1. Voorbeeld: Bepalen van signaalwisseling aan de ingang IW0: IW0 = MW28 = MW24 = pagina 5 Basis PC

6 Basisrekenfuncties AD FBD S Optellen MW10 ADD_I 1 2 MW6 MW10 ADD_I 1 2 MW6 + I MW10 MW6 Aftrekken MW5 MW11 SUB_I 1 2 MW7 MW5 MW11 SUB_I 1 2 MW7 -I MW5 MW11 MW7 Vermenigvuldigen MD6 MD12 MU_R 1 2 MD66 MD6 MD12 MU_R 1 2 MD66 * R MD6 MD12 MD66 Delen MD40 MD4 DIV_R 1 2 MD32 MD40 MD4 DIV_R 1 2 MD32 / R MD40 MD4 MD32 6 Basis PC Algemeen = enable input = enable output 1 = enter value 1, 2 = enter value 2 = output value De instructieset van de S7-300/400 ondersteunt een groot aantal wiskundige functies. Elke instructie heeft het volgende formaat: Als het RO aan de ingang = 1 is, wordt de instructie uitgevoerd. Wanneer het resultaat niet binnen het toelaatbare waardenbereik voor het overeenkomstige datatype ligt, worden de overflow-bits OV (Overflow) en OS (Overflow met geheugen) geset en wordt de enable output = 0. De volgende met verbonden instructies worden dus niet uitgevoerd. De waarde aan 1 wordt als eerste operand in de instructie ingelezen en de waarde aan 2 als tweede operand. De uitgang levert het resultaat van de aritmetische instructie. Instructies Optelling: ADD_I optelling van gehele getallen ADD_DI optelling van 32 bits gehele getallen ADD_R optelling van reële getallen Aftrekking: SUB_I aftrekking van gehele getallen SUB_DI aftrekking van 32 bits gehele getallen SUB_R aftrekking van reële getallen Vermenigvuldiging: MU_I vermenigvuldiging van gehele getallen MU_DI vermenivuldiging van 32 bits gehele getallen MU_R vermenigvuldiging van reële getallen Deling: DIV_I deling van gehele getallen DIV_DI deling van 32 bits gehele getallen DIV_R deling van reële getallen MOD_DI rest bij deling van 32 bits gehele getallen Nota De complexere wiskundige instructies (ABS, SQR, SQR, N, EXP, S, COS, AN, AS, ACOS, AAN) worden in een programmeercursus voor gevorderden bestudeerd. pagina 6 Basis PC

7 Schuifinstructies (woord / dubbelwoord) MW8 = +2 N SH_W MW12 SW MW8 MW12 of: SW 2 MW12 Een woord naar links schuiven: Een woord naar rechts schuiven: = 1 = Basis PC Verschuiving SH_W / SW SHR_W / SRW Accu1-H De instructie wordt uitgevoerd wanneer het RO aan de enable-ingang 1 is. Shift eft Word. De bits 0 tot 15 van de accumulator worden bit per bit met N bits naar links verplaatst. De lege bits rechts worden opgevuld met nullen. Shift Right Word. De bits 0 tot 15 van de accumulator worden bit per bit met N bits naar rechts verplaatst. De lege bits links worden opgevuld met nullen. De bits 16 tot 31 worden niet verplaatst. De uitgang levert het resultaat van de schuifinstructie. N oegelaten aantal bits voor de verschuiving N = Als N >= 16, = 0. De functie wordt uitgevoerd als = 1; geeft de status van de laatst verschoven bit. Bijgevolg worden de andere aan verbonden instructies (instructies in cascade) niet uitgevoerd, wanneer de laatst verschoven bit de status "0" heeft. SH_DW / SD De instructies SH_DW en SHR_DW komen overeen met de instructies SHR_DW / SRD SH_W en SHR_W, met dit verschil, dat de volledige inhoud van de accumulator 1 (bits 0 tot 31) bit per bit, naar links, respectievelijk naar rechts, verschoven wordt. pagina 7 Basis PC

8 Integers met voorteken naar rechts schuiven SHR_I MW8 of: MW8 = +3 N MW12 SSI MW12 SSI 3 MW12 Een integer van 16 bits met voorteken naar rechts schuiven: = = Basis PC SHR_I / SSI Shift Right Integer: gehele getallen van 16 bits met voortekenbit worden naar rechts verschoven. Deze instructie verschuift enkel de accumulator 1- (bits ) naar rechts. De lege bits worden opgevuld met de waarde van de voortekenbit (bit 15). De bits 16 tot 31 worden niet verschoven. De ingang N geeft het aantal te verschuiven bitposities aan. Als N groter is dan 16, wordt de instructie uitgevoerd alsof N gelijk aan 16 was. / De functie wordt uitgevoerd als = 1 is; geeft de status van de laatst verschoven bit (die overeenkomt met de bits A1 en RO van het statuswoord). Bijgevolg worden de andere aan verbonden instructies (instructies in cascade) niet uitgevoerd, wanneer de laatst verschoven bit de status "0" heeft. SHR_DI / SSD Shift Right Double Integer: gehele getallen van 32 bits met voortekenbit worden naar rechts verschoven. Deze instructie verschuift de gehele accumulator (bits ) bit per bit naar rechts. oegelaten aantal schuifbits N: Nota De schuifinstructies worden in detail bestudeerd in een programmeercursus voor gevorderden. pagina 8 Basis PC

9 Roteerinstructies op een woord van 32 bits RO_DW MW6 MD2 of: MD2 MD2 MW6 = +4 N MD12 RD MD12 RD 4 MD12 : posities naar links roteren: : Basis PC RO_DW / RD ROR_DW / RRD Nota Rotate eft Double Word: een dubbelwoord wordt naar links geroteerd. Deze instructie roteert de gehele inhoud van de accumulator 1 naar links. De bits die bij de rotatie vrijkomen, worden opgevuld met de status van de verschoven bits van de accumulator 1. De laatst verschoven bit wordt in de statusbit "A1" geladen en aan de uitgang afgeleverd. Bijgevolg worden de andere aan verbonden instructies (instructies in cascade) niet uitgevoerd, wanneer de laatst verschoven bit de status "0" heeft. Rotate Right Double Word: een dubbelwoord wordt naar rechts geroteerd. De rotatie-instructies worden in detail bestudeerd in een programmeercursus voor gevorderden. pagina 9 Basis PC

10 Spronginstructies: overzicht In de S7-300/400 worden er verschillende spronginstructies (Jump to abel) ondersteund. Onvoorwaardelijke sprong Voorwaardelijke sprong, gebaseerd op het RO Voorwaardelijke sprong, gebaseerd op de BR of OV/OS Voorwaardelijke sprong, gebaseerd op het resultaat in CC1 en CC0 Sprong Instructies binnen de sprong worden niet uitgevoerd wanneer de sprong actief is. abel 10 Basis PC De spronginstructie is een programma-instructie die overeenkomt met een ga naar label. De spronginstructie identificeert een punt in het programma waar het onderbroken wordt en het label markeert het punt waar het programma voortgezet wordt. Een label bestaat uit maximum vier karakters; het eerste karakter moet een letter zijn, de andere karakters kunnen letters of cijfers zijn. Het label moet in dezelfde codebouwsteen staan als de spronginstructie. Er bestaan vier soorten spronginstructies; enkele daarvan worden niet ondersteund in AD. Onvoorwaardelijke sprong Voorwaardelijke sprong Voorwaardelijke sprong Voorwaardelijke sprong De onvoorwaardelijke sprong wordt onafhankelijk van enige voorwaarde uitgevoerd; deze sprong heeft geen invloed op de bits van het statuswoord. Elk van deze vier voorwaardelijke spronginstructies evalueert de bit logisch resultaat (RO) en wordt dienovereenkomstig uitgevoerd. Elk van deze vier voorwaardelijke spronginstructies evalueert de bit binair resultaat (BR), of de bits overflow-waarde (OV) en overflow-set (OS) en wordt dienovereenkomstig uitgevoerd. Elk van deze zeven voorwaardelijke spronginstructies evalueert de combinatie CC1 CC0 van de voorwaardelijke-codebits CC1 en CC0. De spronginstructies functioneren op basis van de waarden van de bits in het statuswoord. Voor meer informatie over het statuswoord, zie het handboek SEP7 Statement ist Reference Manual, Chapter 2 of het handboek SEP7 Program Design Reference Manual, Appendix B. pagina 10 Basis PC

11 Onvoorwaardelijke spronginstructies De onvoorwaardelijke sprong wordt onafhankelijk van enige voorwaarde uitgevoerd; deze sprong heeft geen invloed op de bits van het statuswoord. AD S Network 1 Network 2 Network X NEW1 M5.5 I4.7 NEW1 ( JMP ) ABE M69.0 ( ) Network 1 JU NEW NEW1: AN M5.5 AN I4.7 = M69.0 Network 2 Network X 11 Basis PC De onvoorwaardelijke spronginstructie onderbreekt het normale verloop van de logische sturing en doet het programma naar een label springen. In AD wordt het label aangegeven als de benaming boven het spoelsymbool; in S is het label het adres van de JU-instructie. Het label markeert het punt waar het programma verder wordt uitgevoerd. Instructies of netwerken tussen de sprong en het label worden niet uitgevoerd. AD-instructie label --( JMP ) S-instructie JU label pagina 11 Basis PC

12 J, Jump to ist Voorbeeld: S Verklaring MB20 laad het jumpdoel in ACCU1 J SX sprongverdeler, doel als MB20>3. JU SEG0 sprong naar SEG0 als MB20=0. JU SEG1 sprong naar SEG1 als MB20=1. JU COMM sprong naar COMM als MB20=2. JU SEG3 sprong naar SEG3 als MB20=3. SX: JU COMM SEG0: * Code in programmazone SEG0 * JU COMM SEG1: * Code in programmazone SEG1 * JU COMM SEG3: * Code in programmazone SEG3 * * COMM: * * 12 Basis PC Een bijkomende instructie in S is de sprong naar een lijst (J, Jump to ist) De J-instructie is een sprongverdeler. Deze instructie wordt gevolgd door een reeks onvoorwaardelijke sprongen naar labels. De J springt naar één van de punten van de lijst onvoorwaardelijke-spronglabels, afhankelijk van de waarde die in accumulator 1 is geladen. pagina 12 Basis PC

13 Voorwaardelijke sprong, gebaseerd op het RO De statuswoordbit resultaat van logische operatie (RO) bepaalt wanneer deze sprongen uitgevoerd worden. wee van de instructies gebruiken ook de bit binair resultaat (BR) in combinatie met het RO om te bepalen wanneer de sprong actief is. AD S Sprong als RO = 1 I0.0 I1.0 Is RO=1? NEW1 ( JMP ) A I0.0 A I1.0 JC NEW1 Sprong als RO = 0 I0.0 I1.0 Is RO=0? REC2 A I0.0 ( JMPN ) A I1.0 JCN REC2 13 Basis PC Deze voorwaardelijke sprongen worden afhankelijk van de status van het RO uitgevoerd. Naast de bovenstaande instructies zijn er nog twee andere opties in S die een combinatie zijn van de RO-bit en de BR-bit. Deze S-instructies zijn: Sprong als RO = 1 met BR (JCB) Sprong als RO = 0 met BR (JNB) Beide instructies werken op dezelfde manier als JC en JCN; de sprong wordt uitgevoerd in functie van het RO. De spronginstructies JCB en JNB bewaren het RO ook in de BR-bit van het statuswoord. pagina 13 Basis PC

14 usoperatie usteller initialiseren Instructiegedeelte dat meermaals moet worden uitgevoerd Decrement lusteller +4 // laad lusteller NEX: MB10 // eerste regel van codedeel. // code. // code. // code. // code. // code MB10 // laatste netwerk van codedeel OOP NEX // sprong naar label NEX ja usteller > 0? In dit voorbeeld wordt de code tussen NEX en OOP NEX 4 keer uitgevoerd. neen verder 14 Basis PC Met de lusinstructie kan u een codedeel oproepen om meerdere keren uitgevoerd te worden. Om een lusoperatie te programmeren, wordt het gewenste aantal keren dat de code moet worden uitgevoerd, in accumulator 1 geladen. Bij elke uitvoering van de lusinstructie wordt de waarde in de accumulator met 1 verminderd. Dan wordt de waarde getest. Als de waarde niet gelijk is aan 0, wordt er een sprong uitgevoerd naar een label dat door de lusinstructie is aangegeven. Als de waarde van de lusteller 0 is, verlaat het programma de lus en vervolgt het zijn normale verloop. Opties voor het formaat van lusteller zijn: Integer +1 to +32,767 bereik I,Q,M,D, Woord W#16#0001 bereik I,Q,M,D, to W#16#FFFF Nota: Initialiseer de lusteller niet met een 0 of met een negatieve waarde. pagina 14 Basis PC

15 Gebruik van de /-parameter = Enable Input = Enable Output ( ) Indien actief (1), uitvoering van de box-instructie. Indien niet actief (0), geen uitvoering van de instructie. AD box-instructies (FC, FB, Move, Add, etc.) Indien actief (1), werd de instructie foutloos uitgevoerd. Indien niet actief (0), werd de instructie niet opgeroepen, of trad er een fout op bij de uitvoering Voorbeeld: bouwsteenoproep in AD en S Voorwaardelijke oproep I0.1 FC 1 Q9.0 = A I 0.1 JNB _001 CA FC 1 _001: A BR = Q Basis PC Standaard FC Gebruikers-FC Vernesting De volgende regels zijn van toepassing voor de bewerking van de standaard FC's: Als = 1, wordt de bouwsteen bewerkt en, in geval van uitvoering zonder fout, is ook gelijk aan 1. Als = 0, wordt de bouwsteen niet bewerkt en is ook gelijk aan 0. Als er bij de bewerking van de bouwsteen een fout optreedt, wordt gelijk aan 0. Of een gebruikersbouwsteen nu in AD, in FBD of in S geprogrammeerd werd, de parameters en worden extra ingevoegd bij de oproep van deze bouwsteen in AD/FBD. We kunnen dan het RO transfereren. / zijn niet voorzien in S. Ze kunnen wel door de gebruiker worden gesimuleerd. Wat ook de gekozen voorstellingswijze is, de gebruiker moet altijd een foutenanalyse programmeren. In AD/FBD kunnen we verschillende blokjes achter elkaar schikken en ze logisch combineren via /. pagina 15 Basis PC