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详解西门子间接寻址<2>
【地址寄存器间接寻址】
在先前所说的存储器间接寻址中,间接指针用M、DB、DI和L直接,就是说,指针指向的存储区内容就是指令要执行的确切地址数值单元。但在寄存器间接寻址中,指令要执行的确切地址数值单元,并非寄存器指向的存储区内容,也就是说,寄存器本身也是间接的指向真正的地址数值单元。从寄存器到得出真正的数值单元,西门子提供了两种途径:
1、区域内寄存器间接寻址
2、区域间寄存器间接寻址
地址寄存器间接寻址的一般格式是:
〖地址标识符〗〖寄存器,P#byte.bit〗,比如:DIX[AR1,P#1.5] 或 M[AR1,P#0.0] 。
〖寄存器,P#byte.bit〗统称为:寄存器寻址指针,而〖地址标识符〗在上帖中谈过,它包含〖存储区符〗+〖存储区尺寸符〗。但在这里,情况有所变化。比较一下刚才的例子:
DIX [AR1,P#1.5]
X [AR1,P#1.5]
DIX可以认为是我们通常定义的地址标识符,DI是背景数据块存储区域,X是这个存储区域的尺寸符,指的是背景数据块中的位。但下面一个示例中的M呢?X只是了存储区域的尺寸符,那么存储区域符在哪里呢?毫无疑问,在AR1中!
DIX [AR1,P#1.5] 这个例子,要寻址的地址区域事先已经确定,AR1可以改变的只是这个区域内的确切地址数值单元,所以我们称之为:区域内寄存器间接寻址方式,相应的,这里的[AR1,P#1.5] 就叫做区域内寻址指针。
X [AR1,P#1.5] 这个例子,要寻址的地址区域和确切的地址数值单元,都未事先确定,只是确定了存储大小,这就是意味着我们可以在不同的区域间的不同地址数值单元以给定的区域大小进行寻址,所以称之为:区域间寄存器间接寻址方式,相应的,这里的[AR1,P#1.5] 就叫做区域间寻址指针。
既然有着区域内和区域间寻址之分,那么,同样的AR1中,就存有不同的内容,它们代表着不同的含义。
【AR的格式】
地址寄存器是专门用于寻址的一个特殊指针区域,西门子的地址寄存器共有两个:AR1和AR2,每个32位。
当使用在区域内寄存器间接寻址中时,我们知道这时的AR中的内容只是指明数值单元,因此,区域内寄存器间接寻址时,寄存器中的内容等同于上帖中提及的存储器间接寻址中的双字指针,也就是:
其0-2bit,bit位,3-18bitbyte字节。其*31bit固定为0。
AR:
0000 0000 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX
这样规定,就意味着AR的取值只能是:0.0 ——65535.7
例如:当AR=D4(hex)=0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101 0100(b),实际上就是等于26.4。
而在区域间寄存器间接寻址中,由于要寻址的区域也要在AR中,显然这时的AR中内容肯定于寄存器区域内间接寻址时,对AR内容的要求,或者说规定不同。
AR:
1000 0YYY 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX
比较一下两种格式的不同,我们发现,这里的*31bit被固定为1,同时,*24、25、26位有了可以取值的范围。聪明的你,肯定可以联想到,这是用于存储区域的。对,bit24-26的取值确定了要寻址的区域,它的取值是这样定义的:
区域标识符
26、25、24位
P(外部输入输出)
000
I(输入映像区)
001
Q(输出映像区)
010
M(位存储区)
011
DB(数据块)
100
DI(背景数据块)
101
L(暂存数据区,也叫局域数据)
111
如果我们把这样的AR内容,用HEX表示的话,那么就有:
当是对P区域寻址时,AR=800xxxxx
当是对I区域寻址时,AR=810xxxxx
当是对Q区域寻址时,AR=820xxxxx
当是对M区域寻址时,AR=830xxxxx
当是对DB区域寻址时,AR=840xxxxx
当是对DI区域寻址时,AR=850xxxxx
当是对L区域寻址时,AR=870xxxxx
经过列举,我们有了初步的结论:如果AR中的内容是8开头,那么就一定是区域间寻址;如果要在DB区中进行寻址,只需在8后面跟上一个40。84000000-840FFFFF指明了要寻址的范围是:
DB区的0.0——65535.7。
例如:当AR=840000D4(hex)=1000 0100 0000 0000 0000 0000 1101 0100(b),实际上就是等于DBX26.4
Modbus地址实际为两种情况。下面以西门子S7-200/S7-200 SMART/和S7-1200为例来说明:
**种情况:PLC作Modbus主站,Modbus地址和PLC手册里的地址一致,例如作主站的S7-200的MBUS_MSG指令用于向Modbus从站发送请求消息,和处理从站返回的响应消息。要读取从站(另一台S7-200)的I0.0开始的地址区时,它的输入参数Addr(Modbus地址)为10001。S7-200从站保持寄存器的V区起始地址为VB200时,要读取从站VW200开始的V存储区时,保持寄存器的地址是40001。
*二种情况:PLC作从站,PLC不用管什么Modbus地址,等着主站来读写它的地址区就是了。
主站的计算机软件(例如DCS或组态软件)的编程人员需要编写实现Modbus通信的程序,首先需要确定Modbus RTU的报文结构。他们一般不熟悉PLC,因此PLC的编程人员往往需要和上位机软件的编程一起来讨论Modbus的报文结构。
较容易出问题的就是报文里Modbus地址与PLC存储区地址的对应关系。我做过的一个系统的上位机是专用的组态软件,我通过分析GE PLC手册给出的CRC的循环异或计算实例每一步的中间数据,编写出了CRC计算的C语言程序。通过实验验证了Modbus报文结构和CRC的计算的可行性。
S7 PLC手册给出的Modbus与Modicon公司和GE公司PLC使用的地址相同,是基于1的地址,即同类元件的首地址为1。而西门子PLC采用的是基于0的地址,即同类元件的首地址为0。Modbus报文中西门子PLC的Modbus地址也采用基于0的地址。
PLC系统手册中的Modbus地址的较高位用来表示地址区的类型,例如I0.0的Modbus地址为10001。因为地址区类型的信息已经包含在报文的功能码中了,报文中S7-200的I0.0的Modbus地址不是10001,而是0。报文中其他地址区的Modbus地址也应按相同的原则处理。例如当S7-200从站保持寄存器的V区起始地址为VB200时,VW200对应的保持寄存器在报文中的Modbus地址为0,而不是40001。