开源PLC学习笔记02(再从51开始）——2013_11_8

oldbeginner

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在笔记01中，引出了可仿真的精简PLC 51版本，主要是为了研究PLC指令的实现，不能通讯，也只有有限的几个常用命令。这样能更容易把精力集中在理解指令如何实现上，而不会被庞杂的更多的其它功能而影响，而其它功能也会遵循类似方法，一个一个地被研究，最后再综合在一起。
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简短复习一下笔记01，它的核心主体是通过51实现简单的PLC命令，PLC命令是人工输入的，但是符合PLC编程逻辑，并通过仿真实现，不需要开发板很方便。

从图中可看出，二当家（main_PLC）中的代码和PLC中编程逻辑是一致的，实现的功能如下图，


非常生动，我也是这样被吸引才开始写学习笔记的。在笔记01中主要理解了程序流程和LD OUT SET RST指令，在笔记02中将要理解输入端口和输出端口的定义。
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oldbeginner

看来C语音也需要再回顾加深一下了，端口的定义需要理解下面的结构和联合体。

//定义一个只能按位域寻址的新变量类型
typedef struct {
  unsigned char BIT0: 1;
  unsigned char BIT1: 1;
  unsigned char BIT2: 1;
  unsigned char BIT3: 1;
  unsigned char BIT4: 1;
  unsigned char BIT5: 1;
  unsigned char BIT6: 1;
  unsigned char BIT7: 1;
}TYPE_BIT;  

//定义一个既能按位域寻址也可按字节寻址的新变量类型
typedef union {
  TYPE_BIT       BIT;      //可以按位域寻址

  unsigned char  BYTE;                                        //可以按字节寻址
}TYPE_BIT_BYTE;  

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结构在51中用的很多，union需要再学习一下，搜一下找到重点：union 维护足够的空间来置放多个数据成员中的“一种”，而不是为每一个数据成员配置空间，在union 中所有的数据成员共用一个空间，同一时间只能储存其中一个数据成员，所有的数据成员具有相同的起始地址。http://see.xidian.edu.cn/cpp/html/450.html

看了union的定义之后，基本明白了用法，也可以理解按位域或按字节寻址。
只看输入端口：
1、 16个输入端口，    编号：X0-X7 X10-X17
#define   _X_num      16

2、 16个输入端口，所占内存字节数
#define   _X_BYTE     (_X_num + 7) / 8  

_X_BYTE的计算结果是 (16+7)/8=2，也就是输入端口是双字节，双字节就是16位二进制。

3、  位元件 X 存储位
TYPE_BIT_BYTE   data  rX[_X_BYTE];

TYPE_BIT_BYTE和_X_BYTE已经分析了，
使用TYPE_BIT_BYTE来理解对我这样的初学者有些复杂，我还是先理解为结构体，如果在后面的理解中出现问题再更换。

TYPE_BIT   data  rX[2]
可以理解了，TYPE_BIT是个结构体，定义了8个二进制位（类似寄存器），输入端口有2个结构体，正好是16位，对应X0--X7和X10--X17。

liuruoshui

默默的支持楼主！

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-8 12:17
看来C语音也需要再回顾加深一下了，端口的定义需要理解下面的结构和联合体。

//定义一个只能按位域寻址的 ...

我刚开始看下面的的定义时云里雾里的，摸不着门，不过，现在可以解决了。
//-------------------------------------------------------------------------------------//
//  位元件 X存储位                                                     //
//-------------------------------------------------------------------------------------//
#define    _X0_       rX[0].BIT.BIT0   
#define    _X1_       rX[0].BIT.BIT1   
#define    _X2_       rX[0].BIT.BIT2   
#define    _X3_       rX[0].BIT.BIT3   
#define    _X4_       rX[0].BIT.BIT4   
#define    _X5_       rX[0].BIT.BIT5   
#define    _X6_       rX[0].BIT.BIT6   
#define    _X7_       rX[0].BIT.BIT7   
#define    _X10_      rX[1].BIT.BIT0   
#define    _X11_      rX[1].BIT.BIT1   
#define    _X12_      rX[1].BIT.BIT2   
#define    _X13_      rX[1].BIT.BIT3   
#define    _X14_      rX[1].BIT.BIT4   
#define    _X15_      rX[1].BIT.BIT5   
#define    _X16_      rX[1].BIT.BIT6   
#define    _X17_      rX[1].BIT.BIT7  

rx[0]是一个定义了8位二进制的结构体，因为实际上多用了一个联合体，所以中间多出了一个bit（对我来说，理解难度增加了一倍）。还是按照结构体的思想（去掉联合体）。则上面变为
//-------------------------------------------------------------------------------------//
// 把rx作为结构体数组， 位元件 X存储位                                                     //
//-------------------------------------------------------------------------------------//
#define    _X0_       rX[0].BIT0   
#define    _X1_       rX[0].BIT1   
#define    _X2_       rX[0].BIT2   
#define    _X3_       rX[0].BIT3   
。。。。。。
#define    _X7_       rX[0]..BIT7   
#define    _X10_      rX[1].BIT0   
。。。。。。。
#define    _X17_      rX[1].BIT7  

这样看起来清洁多了，也更好理解。

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输出端口采用同样方法，只有8个输出端口
把
#define    _Y0_       rY[0].BIT.BIT0   
#define    _Y1_       rY[0].BIT.BIT1   
#define    _Y2_       rY[0].BIT.BIT2   
#define    _Y3_       rY[0].BIT.BIT3   
#define    _Y4_       rY[0].BIT.BIT4   
#define    _Y5_       rY[0].BIT.BIT5   
#define    _Y6_       rY[0].BIT.BIT6   
#define    _Y7_       rY[0].BIT.BIT7   
理解为
#define    _Y0_       rY[0].BIT0   
#define    _Y1_       rY[0].BIT1   
#define    _Y2_       rY[0].BIT2   
#define    _Y3_       rY[0].BIT3   
#define    _Y4_       rY[0].BIT4   
#define    _Y5_       rY[0].BIT5   
#define    _Y6_       rY[0].BIT6   
#define    _Y7_       rY[0].BIT7  

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这样输入端口和输出端口的定义就清楚了。

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-8 12:29
我刚开始看下面的的定义时云里雾里的，摸不着门，不过，现在可以解决了。
//------------------------- ...

现在就可以理解端口刷新，我刚开始理解为初始化是不正确的。
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//X输入，Y输出刷新
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static void RefreshIO(void)
{
        rX[0].BYTE =~P1;
         rX[1].BYTE =~P2;

        P0 = rY[0].BYTE;
}
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果然，在这里需要理解为联合体，好在代码短小。

输出最好理解，先看
P0 = rY[0].BYTE;
P0是输出端口，因为联合体内只有一个空间，所以BYTE对应rY[0]（在前面的分析中理解为结构体）的8个二进制位。

再看输入端口，
rX[0].BYTE =~P1;
多了一个取反，这时再看电路图，按键的另一端接地，这样当按键按下时，端口是低电平（为0），但是在程序逻辑里要表示为1，所以取反。
同理 rX[1].BYTE =~P2;

这个端口刷新函数为什么定义为静态函数？搜一下，也可以理解。
静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快很多。
关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。
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在PLC_Configure.h中
//  位运算器及 7级中间过渡栈
extern unsigned char   data  ACC_BIT;                        

//  位元件 X，Y 存储位
extern TYPE_BIT_BYTE   data  rX[_X_BYTE] , rY[_Y_BYTE];

搜一下，若本文件 引用别的文件中的全局变量  一定要加上extern 声明一下，http://zhidao.baidu.com/link?url ... 0dUVHC5ChADZstKT8aq。

activeleo

资格帖子要严重支持下........

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-8 12:53
现在就可以理解端口刷新，我刚开始理解为初始化是不正确的。
//--------------------------------------- ...

比我想象地内容要少，看起来在理解简单命令上进展还是比较顺利。暂时先不理解其它的命令，开始通讯代码方面的笔记。


仿真和最小代码

hyghyg1234

很通俗易懂，顶

leey

学习了，楼主继续，楼主加油！！

oldbeginner

oldbeginner 发表于 2013-11-8 13:10
比我想象地内容要少，看起来在理解简单命令上进展还是比较顺利。暂时先不理解其它的命令，开始通讯代码方 ...

接下来就是通讯方面的解读，从笔记03开始
http://www.amobbs.com/thread-5558291-1-1.html

LJM4U

快快MARK

YSYJ

楼主学习的非常仔细，紧跟

yx20016

支持楼主，继续学习中

四平八稳

学习学习，很好的入门资料，

qrsgcslqg2011

支持楼主！

ggggidtf520

楼主 ， 我支持你  我在一点一点的学习  ，为你这帖子 我买了 阿莫的帐号~~~~  楼主 加油

sanjianke

这几天都在看楼主的帖子，学到了很多PLC的知识，收获良多。。。理解PLC的实现原理很有帮助，这种思想可以学习。。

tangly2017

受教了，谢谢楼主的分享！！

xuwuhan

花时间好好看。

zbin06

学习了，支持支持