S7-200 SMART 基础篇之数据类型

S7-200 SMART 入门篇之数据类型
S7-200 SMART的数据主要分为：
1、与实际输入/输出信号相关的输入/输出映象区：
▶ I：数字量输入（DI）           例如：按钮、接近开关、行程开关等
▶ Q：数字量输出（DO）        例如：指示灯、接触器线圈、电磁阀等
▶ AI：模拟量输入（AI）         例如：压力、温度、流量等
▶ AQ：模拟量输出（AQ）      例如：频率给定、控制调节阀等
2、内部数据存储区：
▶ V：变量存储区，可以按位、字节、字或双字来存取V 区数据
▶ M：位存储区，可以按位、字节、字或双字来存取M区数据
▶ T：定时器存储区，用于时间累计
▶ C：计数器存储区，用于累计其输入端脉冲电平由低到高的次数
▶ HC：高速计数器，独立于 CPU 的扫描周期对高速事件进行计数，高速计数器的当前值是只读值，仅可作为双字（32 位）来寻址
▶ AC：累加器，可以像存储器一样使用的读/写器件，可以按字节、字或双字访问累加器中的数据
▶ SM：特殊存储器，提供了在 CPU 和用户程序之间传递信息的一种方法。可以使用这些位来选择和控制 CPU 的某些特殊功能， 可以按位、字节、字或双字访问 SM 位
▶ L：局部存储区，用于向子例程传递形式参数
▶ S：顺序控制继电器，用于将机器或步骤组织到等效的程序段中，实现控制程序的逻辑分段。可以按位、字节、字或双字访问 S 存储器
         

V存储器存储范围以CPU SR20 ,ST20为例，存储范围VB0到VB8191，其它型号的CPU存储空间更大
通俗地说，数据类型决定了数据可以接收哪些值，使用该数据能够执行哪些指令，即数据类型定义了允许的数据范围和允许使用的指令。
一、数据存储类型与数据长度
在计算机中使用的都是二进制数，其最基本的存储单位是位（bit）
8位二进制数组成1个字节(Byte)，其中的第0位为最低位(LSB)，第7位为最高位(MSB)
两个字节（16位）组成1个字(Word)
两个字（32位）组成1个双字（Double Word）
把位、字节、字和双字占用的连续位数称为长度。

S7-200SMART支持的基本数据类型、数据长度及范围：

二、常数及格式
PLC内部的所有数据都是以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或浮点数等多种形式。
二进制：二进制的1位要么为0、要么为1，位数据的数据类型称为BOOL(布尔)型。
可以用一个二进制的位来表示开关量的两种不同的状态，例如：按钮的按下和松开，线圈的通电和断电等。
十进制：阿拉伯数字0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 、9 表示十进制
八进制：阿拉伯数字0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7表示八进制
十六进制：用0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 、9 、A 、B、C、D、E、F表示十六进制
浮点数：就是小数

正数与负数：
以一个字为例：最高位为符号位，0为正数，1位负数。

三、数据寻址
CPU 将信息存储在不同存储单元，每个位置均具有唯一的地址。可以根据存储器地址来存取数据。
数据区存储器地址的表示格式有位（V0.0）、字节（VB1）、字（VW2）、双字（VD4）地址格式。
1、位寻址举例：区域标识符、字节地址、分隔符、位号

位寻址：M0.0 、M0.1 、Q0.0 、Q1.0 、I0.0 、I2.0 、V0.0 、V10.0
2、字节、字、双字寻址举例：
字节寻址：VB20、VB21、VB22、VB23、VB24、VB25、MB10、MB11、MB12、MB13、MB14、MB15、
字寻址：VW30、VW32、VW34、VW36、VW38、VW40、AIW16、AIW18、AQW16、AQW18、
双字寻址：VD50、VD54、VD58、VD62、VD64、VD68、
字节寻址每递增一次地址加1，字寻址每递增一次地址加2，双字寻址每递增一次地址加4

四、间接寻址：参考前面的文章间接寻址


下面简单介绍一下二进制、十进制、十六进制之间的转换：
二、八、十、十六进制之间关系的结构图

在数字后面加上不同的字母来表示不同的进位制。B（Binary)表示二进制，O（Octal）表示八进制，D（Decimal）或不加表示十进制，H（Hexadecimal）表示十六进制。例如：(101011)B=(53)O=(43)D=(2B)H


二进制 → 十进制
　　方法：二进制数从低位到高位（即从右往左）计算，第0位的权值是2的0次方，第1位的权值是2的1次方，第2位的权值是2的2次方，依次递增下去，把最后的结果相加的值就是十进制的值了。
　　例：将二进制的(110101)B转换为十进制的步骤如下：（从右往左，依次是第0位、第1位、。。。）
1. 第0位 1 x 2^0 = 1；
2. 第1位 0 x 2^1 = 0；
3. 第2位 1 x 2^2 = 4；
4. 第3位 0 x 2^3 = 0；
5. 第4位 1 x 2^4 = 16；
6. 第5位 1 x 2^5 = 32；
7. 读数，把结果值相加，1+0+4+0+16+32=53，即(110101)B=(53)D。


十六进制 → 十进制
　　方法：十六进制数从低位到高位（即从右往左）计算，第0位的权值是16的0次方，第1位的权值是16的1次方，第2位的权值是16的2次方，依次递增下去，把最后的结果相加的值就是十进制的值了。
　　十六进制就是逢16进1，十六进制的16个数为0 、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
　　例：将十六进制的(24F)H转换为十进制的步骤如下：
1. 第0位 F x 16^0 = 15；
2. 第1位 4 x 16^1 = 64；
3. 第2位 2x 16^2= 512；
4. 读数，把结果值相加，512+64+15=591，即(24F)H=(591)D。
               
十进制 → 二进制
　　方法：除2取余法，即每次将整数部分除以2，余数为该位权上的数，而商继续除以2，余数又为上一个位权上的数，这个步骤一直持续下去，直到商为0为止，最后读数时候，从最后一个余数读起，一直到最前面的一个余数。
　　例：将十进制的(43)D转换为二进制的步骤如下：
1. 将商43除以2，商21余数为1；
2. 将商21除以2，商10余数为1；
3. 将商10除以2，商5余数为0；
4. 将商5除以2，商2余数为1；
5. 将商2除以2，商1余数为0；
6. 将商1除以2，商0余数为1；
7. 读数，因为最后一位是经过多次除以2才得到的，因此它是最高位，读数从最后的余数向前读，101011，即(43)D=(101011)B。

十进制 → 十六进制
　　方法：除16取余法，即每次将整数部分除以16，余数为该位权上的数，而商继续除以16，余数又为上一个位权上的数，这个步骤一直持续下去，直到商为0为止，最后读数时候，从最后一个余数起，一直到最前面的一个余数。
　　例：将十进制的(796)D转换为十六进制的步骤如下：
1. 将商796除以16，商49余数为12，对应十六进制的C；
2. 将商49除以16，商3余数为1；
3. 将商3除以16，商0余数为3；
4. 读数，因为最后一位是经过多次除以16才得到的，因此它是最高位，读数从最后的余数向前读，31C，即(796)D=(31C)H。

二进制 → 十六进制
　　方法：取四合一法，即从二进制的小数点为分界点，向左（向右）每四位取成一位，接着将这四位二进制按权相加，然后，按顺序进行排列，小数点的位置不变，得到的数字就是我们所求的十六进制数。如果向左（向右）取四位后，取到最高（最低）位时候，如果无法凑足四位，可以在小数点最左边（最右边），即整数的最高位（最低位）添0，凑足四位。
　　例：将二进制的(11010111)B转换为十六进制的步骤如下：
1. 0111 = 7；
2. 1101 = D；
3. 读数，读数从高位到低位，即(11010111)B=(D7)H。

十六进制 → 二进制
　　方法：取一分四法，即将一位十六进制数分解成四位二进制数，用四位二进制按权相加去凑这位十六进制数，小数点位置照旧。
　　例：将十六进制的(D7)H转换为二进制的步骤如下：
1. D = 1101；
2. 7 = 0111；
3. 读数，读数从高位到低位，即(D7)H=(11010111)B。

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