数据在存储器中的存储方式与寻址方式

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 = 186

4、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。例如：16# 2F = 2×161+15×160 = 47

5、数据长度：字节（Byte）、字（Word）、双字（DoubleWord）

A〉字节（B）：从0号位开始的连续8位二进制数称为一个字节。 B〉字（W）：相邻的两个字节组成一个字的长度。 C〉双字（DW）：相邻的四个字节组成一个双字的长度。 D〉字、双字长数据的存储特点：高位存低字节、地位存于高字节。

6、负数（有符号数）的表示方法

A〉负数的表示：PLC一般用二进制的补码来表示有符号数，其最高位为符号位（0 ——正数、1 ——负数）。 B〉绝对值相等的正负有符号数间的关系：正数的补码是它本身。 C〉不同数据的取值范围：（ 表3-2-2 数据的位数与取值范围 ）

7、BCD码

A〉BCD码释义：BCD码就是用四位二进制数的组合来表示1位十进制数，即用二进制编码的十进制数（Binary Coded Decimal Number）缩写。例如 十进制数 23 的BCD码为 2# 0010 0011 或表示为 16# 23 ，但其8421码为 2# 00010111 。 B〉BCD码的应用：BCD码常用于输入输出设备，例如拨码开关输入的是BCD码，送给七段显示器的数字也是BCD码。

二、CPU的存储区

1、输入过程映象寄存器（I）

A〉输入过程映象寄存器（I）的作用：在每次扫描周期的开始，CPU对物理输入点进行采样，并将采样值写入输入过程映象寄存器中。 B〉输入过程映象寄存器（I）的特点：① 只能由外部驱动，其常开、常闭触点使用次数不受限制；② 可以按位、字节、字或双字来存取输入过程映象寄存器中的数据： 位：I ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 I0.1 字节、字或双字：I ［长度］ ［起始字节地址］ 如 IB4

2、输出过程映象寄存器（Q）

A〉输出过程映象寄存器（Q）的作用：在每次扫描周期的结尾，CPU将输出过程映象寄存器中的数值复制到物理输出点上。 B〉输出过程映象寄存器（Q）的特点：①其常开、常闭触点使用次数不受限制；② 可以按位、字节、字或双字来存取输出过程映象寄存器： 位：Q ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 Q1.1 字节、字或双字：Q ［长度］ ［起始字节地址］ 如 QB5

3、全局变量存储区（V）

A〉变量存储区（V）的作用：用于存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果， 也可以用它来保存与工序或任务相关的其它数据。 B〉变量存储区（V）的特点：①变量存储器在全局有效，可以被所有的POU存取；② 可以按位、字节、字或双字来存取V存储区中的数据： 位：V ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 V10.2 字节、字或双字：V ［长度］ ［起始字节地址］ 如 VW100

4、局部存储器（L）

A〉局部存储器（L）的作用：S7-200有64个字节的局部存储器，其中60个可以用作临时存储器或者给子程序传递参数。 B〉局部存储器（L）的特点：① S7--200给每个POU（程序组织单元）分配64个局部存储器；②局部存储器只在创建它的程序单元中有效，各程序不能访问别的程序的局部变量存储器。③ 局部存储器在参数传递过程中不传递值，在分配时不被初始化，可能包含任意数值。 位：L ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 L0.0 字节、字或双字：L ［长度］ ［起始字节地址］ 如 LB33

5、模拟量输入（AI）

A〉模拟量输入（AI）的作用：S7-200将输入的模拟量值（如温度或电压）转换成1个字长（16位）的数字量，并将其存入（AI）区占一个字长的地址中。 B〉模拟量输入（AI）的作用：① 可以用区域标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址（必须用偶数字节地址如AIW0，AIW2，AIW4）来存取这些值。② 模拟量输入值为只读数据。 格式：AIW ［起始字节地址］ 如 AIW4

6、模拟量输出（AQ）

A〉模拟量输出（AQ）的作用：S7-200把1个字长（16位）数字值按比例转换为相应大小的电流或电压输出。 B〉模拟量输出（AQ）的特点：① 可以用区域标识符（AQ）、数据长度（W）及字节的起始地址（必须用偶数字节地址如AQW0，AQW2，AQW4）来改变这些值。② 模拟量输出值是只写数据。 格式：AQW ［起始字节地址］ 如 AQW4

7、定时器存储区（T）

A〉定时器的作用：定时器可用于时间累计，S7-200 CPU中，有256个的定时器，其分辨率（时基增量）分为1ms、10ms和100ms三种。 B〉定时器有两个变量：① 当前值——16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。② 定时器位——按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。 C〉定时器存储区（T）的特点：① 可以用定时器地址（T＋定时器号，如 T37、T3等）来存取当前值和定时器位数据。②位操作指令则是存取定时器位；如果使用字操作指令，则是存取定时器当前值。 格式：T ［定时器号］ 如 T24

8、计数器存储区（C）

A〉计数器的作用：计数器可以用于累计其输入端脉冲电平由低到高的次数。在S7-200 CPU中，有256个的计数器，分为三种类型—增计数；减计数；增/减计数。 B〉计数器有两种变量：① 当前值——16位有符号整数，存储累计值。② 计数器位——按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。 C〉计数器存储区（C）的特点：① 可以用计数器地址（C＋计数器号）来存取计数器的当前值和计数器位数据；② 使用位操作指令则是存取计数器位；如果使用字操作指令，则是存取计数器当前值。 格式：C ［计数器号］ 如 C24

9、高速计数器（HC）

A〉高速计数器（HC）的作用：用于对高速事件计数；S7-200 CPU222以上提供了6个高速计数器（HC0~HC5）供用户使用。 B〉高速计数器（HC）的特点：① 它独立于CPU的扫描周期；② 高速计数器的当前计数值（32位的有符号整数）是只读数据，仅可以作为双字（32位）来寻址；③用指定存储器类型（HC）加上计数器号（如HC0）的寻址方式来存取高速计数器中的值； 格式：HC ［高速计数器号］ 如 HC1

10、累加器（AC）

A〉累加器（AC）的作用：累加器是可以象存储器一样使用的读写设备。例如，可以用它来向子程序传递参数，也可以从子程序返回参数，以及用来存储计算的中间结果。S7--200提供4个32位累加器（AC0，AC1，AC2和AC3） 。 B〉累加器（AC）的特点：① 可以按字节、字或双字的形式来存取累加器中的数值；② 被访问的数据长度取决于存取累加器时所使用的指令。 格式：AC ［累加器号］ 如 AC0

11、特殊存储器（SM）

A〉特殊存储器（SM）的作用：SM位为CPU与用户程序之间传递信息提供了一种手段。可以用这些位选择和控制S7-200 CPU的一些特殊功能。 B〉特殊存储器（SM）的特点：可以按位、字节、字或双字来存取SM位：

位：SM ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 SM0.1 字节、字或者双字：SM ［长度］ ［起始字节地址］ 如 SMB86

12、位存储区（M）

A〉位存储（M）的作用：可以用位存储区作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信息。 B〉位存储（M）的特点：可以按位、字节、字或双字来存取位存储区： 位：M ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 M26.7 字节、字或双字：M ［长度］ ［起始字节地址］ 如 MD20

13、顺控继电器存储器（S）

A〉顺控继电器（SCR）的作用：SCR提供控制程序的逻辑分段，用于组织设备的顺序操作。 B〉顺控继电器存储器（S）的特点：① 可用作顺控编程元件与顺序控制继电器指令配合使用；② 或用作辅助继电器，可按位、字节、字或双字来存取S位。 位：S ［字节地址］ 。 ［位地址］ 如 S3.1 字节、字或者双字：S ［长度］ ［起始字节地址］ 如 SB4

14、实数的格式

A〉实数及其应用：实数（浮点数）可以表示为1.m×2e（式中 m——尾数、e——指数），由32位单精度数表示，最高位为符号位，按照双字长度来存取；借助浮点数，S7-200可以表示范围在±1.175495×10-38~±3.402823×10+38内的任何一个数。 B〉实数的运算精度：对于S7--200来说，浮点数精确到小数点后第六位。

15、字符串的格式

字符串指的是一系列字符，每个字符以字节的形式存储。字符串的第一个字节定义了字符串的长度，也就是字符的个数。一个字符串的长度可以是0到254个字符，再加上长度字节，一个字符串的最大长度为255个字节。而一个字符串常量的最大长度为126字节。

16、常数表示法及范围

在S7--200的许多指令中，都可以使用常数值。常数值可以是字节、字或者双字。S7--200以二进制数的形式存储常数，也可以用十进制数、十六进制数、ASCII码或者实数（浮点数）来表示。（ 表3-2-3 常数表示法 ）

17、CPU存储器的范围和特性

A〉S7-200 CPU存储器的范围：（ 表3-2-4 S7-200 CPU存储器的范围与特性 ） B〉S7-200操作数范围：（ 表3-2-5 S7-200 CPU操作数的范围 ）

三、直接寻址和间接寻址

1、寻址的概念

在PLC中地址是访问数据的依据，通过地址来访问数据的过程称为“寻址”。几乎所有的指令和功能都与各种形式的寻址有关。

2、直接寻址

直接寻址即为指定了存储器的区域、长度和位置的寻址方式，用于 一般的数字量控制系统的编程中。如 VW100表示存取VB100、VB101组成的两个字。

3、用指针对S7-200存储区间接寻址

A〉间接寻址：①间接寻址的概念——是指用指针来访问存储区数据。②指针作用及其特点：指针以双字的形式存储其它存储区的地址，指针也可以作为参数传递到子程序中。只能用V存储器、L存储器或者累加器寄存器（AC1、AC2、AC3）作为指针。S7-200允许指针访问以下存储区：I、Q、V、M、S、AI、AQ、SMT（仅限于当前值）和C（仅限于当前值）；但不能访问单独的位，也不能访问HC或者L存储区。 B〉建立间接寻址的指针：要建立一个指针，必须以双字的形式，将需要间接寻址的存储器地址移动到指针中；具体做法是用“&”符号加上要访问的存储区地址来建立一个指针。（ “&”符号开头表明指令的操作数是存储区的地址，而不是将其内容。） C〉用指针存取数据：当指令中的操作数是指针时，应该在操作数前面加上“＊”号。 D〉修改指针：由于指针是一个32位的数据，要用双字指令来改变指针的数值；简单的数学运算，如加法指令或者增加指令，可用于改变指针的数值。 E〉应用举例——［例3-1］：用于非线性校正的表格的数据存放在VW0开始的100字中，表格的偏移量（表格中字的序号，第1个字的序号为0）在VD200中，在I0.0的上升沿，用间接寻址将表格中相对于偏移量的数据值传送到VW210中去。 ［提示］： 按照所访问的数据长度使用不同的指令：当访问字节时，使用增加指令使指针值加1；当访问字或者计数器、定时器的当前值时，用加法或者增加指令使指针值加2；当访问双字时，使用加法或者增加指令使指针值加4。

审核编辑：郭婷