第2章 指令系统设计

plc综合实际课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作机制，掌握PLC的基本组成、编程语言及指令系统；2. 学习PLC在工业控制中的应用，了解常见的PLC控制系统，掌握其设计流程和方法；3. 了解PLC与其他工业控制设备的通信与联网，理解现代工业自动化系统的基本构成。

技能目标：1. 能够运用PLC编程软件进行程序设计，完成简单的控制任务；2. 能够分析实际工业控制问题，运用PLC技术设计合理的控制方案；3. 培养学生的动手实践能力，通过小组合作完成PLC综合实际课程设计项目。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探究精神和创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，学会在团队中发挥自己的作用；3. 引导学生关注工业自动化领域的发展，认识到PLC技术在现代工业中的重要性，培养其专业认同感。

本课程旨在帮助学生掌握PLC技术的基本知识和实际应用，培养其解决实际工业控制问题的能力，同时注重培养学生的团队协作、创新精神和专业素养，为我国工业自动化领域的发展储备优秀人才。

二、教学内容1. PLC基本原理：介绍PLC的发展历程、基本组成、工作原理及性能特点，重点讲解PLC的中央处理单元、存储器、输入输出接口及通信接口等部分的功能和作用。

教材章节：第一章《PLC概述》2. PLC编程语言与指令系统：学习PLC的编程语言（如梯形图、指令列表、功能块图等），掌握基本指令（如逻辑运算、定时器、计数器等）的使用方法。

教材章节：第二章《PLC编程语言与指令系统》3. PLC控制系统设计：讲解PLC控制系统设计流程、方法及注意事项，分析实际案例，使学生能够根据控制需求设计合理的PLC控制系统。

教材章节：第三章《PLC控制系统设计》4. PLC通信与联网：介绍PLC与其他设备的通信方式，如串行通信、以太网通信等，以及常见的工业现场总线技术。

教材章节：第四章《PLC通信与联网》5. PLC综合实际应用：结合实际工业控制场景，以小组为单位进行PLC综合实际课程设计，包括控制方案设计、程序编写、调试与优化等。

（5）堆栈寻址
格式 操作码OP 堆栈指针SP
S =((SP))
堆栈向上生成 栈顶 SP自动减1，再存数。 压栈： -(SP)，自减型间址。 先取数，SP再自动加1。 出栈： (SP)+，自增型间址。
SP 0070
M
低
... S ... ...
高
SP既可出现在指令中，也可隐含约定。
2.3.2.2 常见寻址方式
2.3.1.1
指令字长
• 指令字长与主存的编址单位及CPU的机器字长 有一定关系。
• 指令字长位数越多，所能表示的操作信息和地 址信息也就越多，指令的功能越丰富，但所占 空间和时间也越多。
定长指令格式
变长指令格式
便于控制 合理利用存储空间
2.3.1.2
操作码格式
操作码一般在指令格式的前面一个或几个字 节。根据它可以判明该指令的基本类型及相 应的字节数。
程序模块，有效利用存 储空间。
S ...
2.3.2.2 常见寻址方式
相关问题：
寻址方式如何表示? （1）指令中设置专门字段说明寻址方式
例.某机指令的每个地址字段中各设置一个 3位的寻址方式字段。 3位 3位 操作码OP 寻址方式 R 寻址方式 R
目的地址字段
源地址字段
2.3.2.2 常见寻址方式
D3
D4
结果 下条指 地址 令地址
功能：(D1)OP(D2) D3 (D4) 下条指令
2.3.1.3
2）三地址指令 格式：OP D1 D2
操作数 地址
地址结构
D3
结果 地址
(D1)OP(D2) 功能： (PC) + n
D3 PC
用指令计 数器PC指 示指令地 址。

《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。

本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。

初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。

二、理论教学内容绪论单片机概述0．1 引言0．2 单片机的特点0．3 单片机的发展0．4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入／输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2．1 MCS-51指令系统概述2．2 数据传送类指令2．3 算术运算类指令2．4逻辑运算及移位类指令2．5 控制转移类指令2．6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3．1 汇编语言源程序的格式3．2 伪指令3．3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章Ｉ/Ｏ扩展技术6．1 Ｉ/Ｏ接口概述6．2 MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用6．3 简单Ｉ／Ｏ扩展6．4 8255并行Ｉ／Ｏ口6．5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7．1 单片机应用系统中的人机通道7．2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7．4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11．1 PIC16F87X的特点11．2 PIC16F87X的结构与配置11．3 PIC16F87X的功能部件11．4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的：进一步掌握开发工具的应用实验内容：学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的：掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容：用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。

2.5
ARM微处理器指令系统
2.5.1 基本寻址方式
寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地 址的方式，ARM处理器有9 种基本寻址方式。
1.寄存器寻址
操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段给出的是寄存器编 号，指令执行时直接取出寄存器值操作。
例如指令： MOV R1,R2 SUB R0,R1,R2
11111
系统模式
PC，R14～R0，CPSR（ARM v4及以上版本）
并非所有的模式位组合都能定义一种有效的处理器模式。其他组合的 结果不可预知。
2.2 ARM微处理器的寄存器结构
2.2.4 Thumb状态的寄存器集
2.2 ARM微处理器的寄存器结构
2.2.4 Thumb状态的寄存器集
Thumb 状态的寄存器在ARM 状态的寄存器上的映射


在Thumb状态下，程序计数器PC（Program Counter）使用位[1]选 择另一个半字。ARM处理器在两种工作状态之间可以切换。
Thumb状态：当操作数PSR控制位T为1时，执行BX指令进入Thumb 状态。如果处理器在Thumb状态进入异常，则当异常处理（IRQ、 FIQ、Undef、Abort和SWI）返回时，自动转换到Thumb状态。（异 常都是在ARM 状态中执行） ARM状态：当操作数PSR控制位T为0时，执行BX指令进入ARM状态 ；处理器发生异常（IRQ、FIQ、Reset、Undef、Abort和SWI）。在 此情况下，把PC内容复制到异常模式的链接寄存器中，并且异常处 理将从异常向量地址开始。
sys（系统模式）：运行具有特权的操作系统任务。

und（未定义指令中止模式）：当未定义的指令执行时进入该 模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。