浮点数运算指令的仿真实验-实训二十六

浮点数运算指令包括浮点数的四则运算、开平方和三角函数等指令。

浮点数四则运算指令的源操作数(S1·)和(S2·)可以取K、H和D，目标操作数为D。浮点数为32位数，FNC 110～127均为32位指令，所以浮点数运算指令的指令助记符的前面均应加表示32位指令的字母D。

浮点数运算指令的源操作数和目标操作数均为浮点数，源数据如果是常数K、H，则将会自动转换为浮点数。

运算结果为0时，M8020（零标志）为ON，超过浮点数的上、下限时，M8022（进位标志）和M8021（借位标志）分别为ON，运算结果分别被置为最大值和最小值。

源操作数和目标操作数如果是同一个数据寄存器，则应采用脉冲执行方式。

1.二进制浮点数加法减法运算指令

二进制浮点数加法运算指令EADD（FNC 120，见图4-64）将两个源操作数内的浮点数相加，运算结果存入目标操作数。

二进制浮点数减法运算指令ESUB（FNC 121）将(S1·)指定的浮点数减去(S2·)指定的浮点数，运算结果存入目标操作数(D·)。

图4-64 浮点数运算指令

2.二进制浮点数乘法除法运算指令

二进制浮点数乘法运算指令EMUL（FNC 122）将两个源操作数内的浮点数相乘，运算结果存入目标操作数(D·)。

二进制浮点数除法运算指令EDIV（FNC 123）将(S1·)指定的浮点数除以(S2·)指定的浮点数，运算结果存入目标操作数(D·)。除数为零时出现运算错误，不执行指令。

3.二进制浮点数开平方运算指令

二进制浮点数开平方运算指令ESQR（FNC 127）将源操作数(S·)指定的浮点数开平方，结果存入目标操作数(D·)。源操作数应为正数，若为负数则出错，运算错误标志M8067为ON，不执行指令。

4.浮点数三角函数运算指令

浮点数三角函数运算指令包括浮点数SIN（正弦）运算、浮点数COS（余弦）运算和浮点数TAN（正切）运算指令，应用指令编号分别为FNC 130～132，均为32位指令。(www.xing528.com)

这些指令用来求出源操作数指定的浮点数的三角函数，角度单位为弧度，结果也是浮点数，并存入目标操作数指定的单元。源操作数应满足0≤角度≤2π，弧度值=π×角度值/180°。

5.二进制浮点数运算指令的仿真实验

打开随书光盘中的例程“浮点数运算”后，打开GX Simulator，启动软元件监视视图，生成X窗口和D窗口。选中D窗口后，将显示方式设为“实数”，用十进制小数的格式设置图4-64中各条指令的浮点数源操作数的值，分别双击X窗口中的X0～X3，使它们变为ON，检查运算结果是否正确。

分别设置ESQR指令的源操作数为K100、K-100和D24，用软元件监视视图的D窗口输入D24的浮点数值（用十进制小数输入），在X5为ON时，观察指令ESQR的执行结果。

6.三角函数运算举例

浮点数三角函数运算指令中的源操作数是以弧度为单位的浮点数。应先将以度为单位的角度值乘以π/180.0（0.01745329），转换为弧度值后，再使用三角函数运算指令。

图4-65的D52中是以0.1°为单位的整数角度值，计算出它的浮点数正弦值后，用（D60，D61）保存。程序右边的注释是作者添加的，指令下面的蓝色数字是各操作数的监视值。

图4-65 浮点数运算程序

图4-62用十进制浮点数的格式输入圆周率π，需要两条MOV指令和一条DEBIN指令，比较麻烦。本例只用一条浮点数除法指令DEDIV输入角度转换系数（π/180.0= 314159/18000000）。与十进制浮点数相比，它的另一优点是提高了常数的精度。十进制浮点数的有效位数为4位，用DEDIV输入的二进制浮点数常数的精度相当于6位有效数字的十进制数。

仿真时打开软元件批量监视视图（见图4-66左边的图），设置从D50开始监视，监视形式为多点字，显示格式为32位整数。单击监视开始按钮 ，各32位整数的值均为0。双击其中的（D52，D53），用出现的“软元件测试”对话框设置以0.1°为单位的整数角度值为300（即30°，见图4-66右边的图）。

在位软元件区输入X4，单击“强制ON”按钮，X4被强制为ON，其常开触点接通一个扫描周期，图4-65中的指令被执行。将软元件批量监视视图中的显示格式改为“实数（单精度）”，从图4-66可以看出，（D50，D51）中的系数π/180.0为0.017 453，（D58，D59）中的弧度值为0.523 598，（D60，D61）中的sin30°的值为0.500 000。

图4-66 软元件批量监视视图

读者可以在仿真时将以0.1°为单位的其他整数角度值输入（D52，D53），在X4的上升沿计算出它的正弦值。

FX_3G、FX_3U和FX_3UC新增了角度和弧度相互转换的指令，浮点数运算指令可以直接使用浮点数常数，使三角函数的运算程序大为简化（见4.9.2节的例程）。