學會高效編程及定義程序結構

為了結構化程序設計，STEP 7將用戶程序分類歸并為不同的塊，根據(jù)程序要求，可選用組織塊（OB）、功能塊（FB）、或功能（FC)三種類型的邏輯塊，而數(shù)據(jù)塊（DB）或（DI）則用來存儲執(zhí)行用戶程序時所需的數(shù)據(jù)。

三種編程方法：

（1）線性編程：將整個用戶程序寫在一個指令連續(xù)的塊中，處理器線性地或順序地掃描程序的每條指令。

（2）分部編程：將用戶程序分成相對獨立的指令塊、每個塊包含給定的部件組或作業(yè)組的控制邏輯。

（3）結構化編程：要求用戶程序提供一些通用的指令塊，以便控制一類相似或相同的部件，給通用指令提供的參數(shù)進一步說明各部件的控制差異。

一、數(shù)據(jù)塊及其數(shù)據(jù)結構

用戶程序運行所需的大量數(shù)據(jù)或變量存儲在數(shù)據(jù)塊中，數(shù)據(jù)塊也是實現(xiàn)各邏輯塊之間交換、傳遞和共享數(shù)據(jù)的重要途徑。對于CPU 314，用作數(shù)據(jù)塊的存儲器最多8KB，用戶定義的數(shù)據(jù)總量不能超過這個限制。對于數(shù)據(jù)塊必須遵循先定義后使用的原則。

1、定義數(shù)據(jù)塊

定義內容包括數(shù)據(jù)塊號及塊中的變量（包括：變量符號名，數(shù)據(jù)類型以及初始值等）。數(shù)據(jù)塊在使用前，必須作為用戶程序的一部分下載到CPU 中。

2、訪問數(shù)據(jù)塊

訪問時需要明確數(shù)據(jù)塊號和數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)類型與位置。根據(jù)明確數(shù)據(jù)塊號的不同方法，可以用以多種方法訪問數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。

由于有兩個數(shù)據(jù)塊寄存器（DB和DI寄存器），所以，最多可以同時打開兩個數(shù)據(jù)塊。一個作為背景數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊的起始地址存儲在DI寄存 器中；另一個作為共享數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊的起始地址存儲在DB寄存器中。

打開背景數(shù)據(jù)塊，在調用FB時可以自動實現(xiàn)，由于調用FB時使用DI 寄存器，所以，一般不在FB程序中用OPN DI n指令打開數(shù)據(jù)塊。

3、背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

任何FB、FC或OB均可讀寫存放在共享數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。背景數(shù)據(jù)塊是FB運行時的工作存儲區(qū)，它存放FB的部分運行變量。調用FB時， 必須指定一個相關的背景數(shù)據(jù)塊。

作為規(guī)則，只有FB塊才能訪問存放 在背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。一般情況下，每個FB都有一個對應的背景數(shù) 據(jù)塊，一個FB也可以使用不同的背景數(shù)據(jù)塊。如果幾個FB需要的背景數(shù)據(jù)完全相同，為節(jié)省存儲器，則可以定義成一個背景數(shù)據(jù)塊，供它們分別使用。

二、數(shù)據(jù)結構

1、用戶數(shù)據(jù)類型

STEP 7允許將基本或復式組合成“用戶”自已定義的數(shù)據(jù)類型，這種類型稱為用戶數(shù)據(jù)類型（UDT）。用戶數(shù)據(jù)類型必須首先單獨建立，并存放 在稱為UDT的特殊數(shù)據(jù)塊中。

建立用戶數(shù)據(jù)類型的目的，是為了將UDT作為一種數(shù)據(jù)類型使用，以方便定義多個結構相同的構造變量。

2、功能塊編程及調用

一個程序由許多部分（子程序）組成，STEP 7將這些部分稱為邏輯塊，并允許塊間相互調用。

功能塊由兩個主要部分組成：一部分是每個功能塊的變量聲明表，變量聲表聲明此塊的局部數(shù)據(jù)；另一部分是邏輯指令組成的程序，程序要用到變量聲明表中給出的局部數(shù)據(jù)。

當調用功能塊時，需要提供塊執(zhí)行時要用到的數(shù)據(jù)或變量，也就是將外部數(shù)據(jù)傳遞給功能塊，這稱為參數(shù)傳遞。

3、變量聲明表（局部數(shù)據(jù)）

局部數(shù)據(jù)分為參數(shù)和局部變量兩大類，局部變量又包括靜態(tài)變量和臨時變量（暫態(tài)變量）兩種。參數(shù)是在調用塊和被調用塊間傳遞的數(shù)據(jù)。靜態(tài)變量和臨時變量是僅供邏輯塊本身使用的數(shù)據(jù)。

4、邏輯塊局部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型

在變量聲明表中，要明確局部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，這樣操作系統(tǒng)才能給變量分配確定的存儲空間。局部數(shù)據(jù)可以是基本數(shù)據(jù)類型或是復式數(shù)據(jù)類型， 也可以是專門用于參數(shù)傳遞的所謂“參數(shù)類型”。

STEP 7對分配給塊局部數(shù)據(jù)（在變量聲明表中）的數(shù)據(jù)類型（基本、復式、參數(shù)）是有一定限制的。

STEP 7允許用物理地址（絕對地址）或符號地址或常數(shù)等形式作為實參給形參賦值，但對于不同的形參類型，STEP 7限制了賦值形式。

5、功能塊編程與調用舉例

對功能塊編程分兩步進行:第一步工作是定義局部變量（填寫局部變量表）；第二步是編寫要執(zhí)行的程序。寫功能塊程序時，可以兩種方式使用局部變量：

①使用變量名，此時變量名前綴“?！保詤^(qū)別于在符號表中定義的符號地址，增量方式下，前綴 會自動產生；

②直接使用局部變量的地址，這種方式只對背景數(shù)據(jù)塊和L堆棧有效。

例一：二分頻器

二分頻器是一種具有一個輸入端和一個輸出端的功能單元,輸出頻率為輸入頻率的一半。

（1）FC1的變量聲明表

（2）FC1梯形圖程序

（3）OB1調用梯形圖程序

例二：時鐘脈沖發(fā)生器

使用定時器實現(xiàn)自由設定時鐘脈沖發(fā)生器功能脈沖占空系數(shù)1:1。

（1）FC1變量聲明表

（2）FC1梯形圖程序

（3）OB1調用梯形圖程序

三、可編程序控制器應用設計

PLC系統(tǒng)設計步驟：

審核編輯 ：李倩