CPU中寄存器的作用和功能

1.累加器（ACCUx）

32位累加器是用于处理字节、字双字的寄存器是执行语句表指令的关键部件。S7-300有两个累加器（ACCU1和ACCU2），S7-400有4个累加器（ACCU1～ACCU4）。几乎所有的语句表的操作都是在累加器中进行的。因此需要用转载指令把操作数送入累加器，在累加器中进行运算和数据处理后，用传送指令把ACCU1中的运算结果传送到某个存储单元。

2.地址寄存器

两个32位的地址寄存器AR1和AR2作为指针用于寄存器间接寻址。

3.数据块寄存器

32位的数据块寄存器DB和DI的高16位分别用来保存打开的共享数据块和背景数据块的编号，低16位用于保存打开数据块的字节长度。

4.状态字

状态字是一个16位的寄存器，只使用了其中的9位，状态字用于存储CPU执行后的状态或结果和出错信息。状态字的结构如图4-12所示。掌握状态字十分关键，否则是无法阅读语句表程序的，更谈不上编写语句表程序。

图4-12 状态字的结构

（1）首次检测位/FC

状态字的第0位是首次检测位，该位的状态0表示一个梯形逻辑程序的开始，或指令为逻辑串的第一条指令。在逻辑串指令执行过程中该位位1，输出指令或与RLO有关的跳转指令将该位清零，表示一个逻辑串的结束。

（2）逻辑运算结果RLO

状态字的第1位RLO是逻辑运算结果。该位用于存储执行位逻辑指令或者比较指令的结果。当RLO的状态位1时，表示有能流到梯形图的运算点处，为0则表示没有能流到该点。如图4-13所示的梯形图，可以看到A点有能流（实线），而B点没有能流（虚线）。

（3）状态位STA

状态字的第2位STA是状态位。执行为逻辑指令时，STA与指令位变量的值一致。可以通过逻辑状态位了解位逻辑指令的状态位。

（4）或位

状态字的第3位OR是或位。在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑运算中，OR位暂存逻辑“与”（串联）的运算结果，以便进行后面的逻辑“或”运算（并联）。输出指令将OR位复位，编程时不直接使用OR位。

在图4-13中梯形图，对应的逻辑代数表达式为：I0.0·I0.1+I0.2·I0.3=Q0.0，表达式中的“•”表示逻辑“与”，“+”表示逻辑“或”，I0.3上面的水平线表示“非”运算，等号“=”表示将逻辑运算的结果赋值给Q0.0。图4-13和图4-14的运算状态完全相同，只不过图4-13是梯形图，而图4-14左侧是指令表。指令表中的A和AN分别表示串联的常开触点和串联的常闭触点，O表示两个串联电路的并联，等号表示赋值。图4-14右边方框中是程序运行时的程序状态结果，其中STATUSWORD是状态字。

图4-13 梯形图

图4-14 语句表程序状态监控

可以看出，当执行最后一条指令后，状态字变成“1_0000_0110”，状态字的第0位为“0”，也就是/FC为0，当执行其他指令操作时，/FC为1，。即在执行完“与”运算和开始下一条“与”运算时，/FC为0。

从梯形图，可以看出STA表示的是各条指令中布尔变量的值，例如第5条指令的STA位为0，表示I0.3为0状态。(www.xing528.com)

还可以看出RLO是逻辑运算的结果，例如执行完第二条指令后，RLO为0，原因在于I0.1是常开触点，而且没有闭合而造成，如果把I0.1闭合则RLO随之改变成1。从梯形图4-13中还可看出，B点的运算结果保存在OR位中。

（5）溢出位OV

状态字的第5位OV是溢出位。如果算数运算或逻辑运算指令执行出错（例如溢出，除数为零等），溢出位被置1。如果后面影响该位的指令的执行没有出错，该位清零。

（6）溢出状态保持位OS

状态字的第4位OS是溢出存储位。OV位被置1时，OS位也被置1。OV位被后面的指令清零后，OS位仍然保持不变，所以它保存了OV位，用于保存前面的指令是否发生过错误。只有JOS指令（OS为1时跳转）、块调用指令和块结束指令才能复位OS位。

如图4-15所示，L指令将1100分别装载到累加器1和累加器2中，“∗I”是整数乘法指令，运算结果为1210000超过了16位整数乘法的范围32767，因此产生溢出，状态字的第4和5位为1。在实际工程编程中OS位较少应用。

（7）条件码2（CC1）和条件码1（CC0）

状态字的7位和第1位称为条件码1（CC1）和条件码0（CC0）。这两位综合起来使用，表示累加器1中执行的数学运算或字逻辑运算结果与0的大小关系，比较指令的执行结果见表4-7和表4-8。移位和循环移位指令移出的位用CC1保存。用户程序一般不直接使用条件码。

图4-15 语句表程序状态监控

表4-7 算术运算后的CC1和CC0

表4-8 指令执行后的CC1和CC0

执行完图4-15所示的乘法指令“∗I”后，CC1和CC0分别位1和0，表示乘法运算上溢出。

（8）二进制结果位BR

状态字的7位为二进制结果位BR。在梯形图中，用方框图表示某些指令、功能（FC）和功能块（FB）。如图4-16所示，I0.0常开触点接通时，能流流到整数除法指令DIV_I的数字量输入端EN，该指令执行，能流用绿色实线表示。

如果指令执行出错（例如除数为0），能流就在出现错误的除法指令终止，如图4-17所示，其ENO端没有能流流出。ENO可以作为下一个方框的EN输入，也就是几个方框可以串联，只有前一个方框正确执行，与它连接的后面的程序才能被执行。EN和ENO的操作数均为能流，数据类型为布尔型（BOOL）。

图4-16 BR位为1

图4-17 BR位为0

用语句表编写的FB（功能块）和FC（功能）程序中，必须对BR进行管理，当FB和FC执行无错误时，使RLO为1，并存入BR，反之将0存入BR中。可以用SAVE指令将RLO存入BR。下面的程序是图4-16对应的指令表。