5.3 BCD、BIN、MUL、DIV指令、Kn(X、Y、M、S)元件（课件）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务5.3 BCD、BIN、MUL、DIV指令、Kn(X、Y、M、S)元件 《PLC技术及应用》（高教版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 学习目标 01 03 02 能准确说出 PLC 中 Kn (X、Y、M、S) 元件的功能分类，清晰阐述输入输出元件（X、Y）、辅助继电器（M）、状态元件（S）的核心作用。 熟记 BCD 变换指令、BIN 变换指令、MUL 乘法指令、DIV 除法指令的典型指令样式，明确各指令中源操作数、目标操作数、商 / 余数存储地址等组成部分的含义及取值范围。 掌握四类指令的核心功能：能准确描述 BCD 指令 “二进制数→BCD 码”、BIN 指令 “BCD 码→二进制数” 的转换方向，以及 MUL 指令实现乘法运算、DIV 指令实现除法运算的基本原理。 学习目标 课前导入 同学们，在工业生产中，我们经常会遇到这样的场景：车间里的数码管需要显示产品的生产数量，而 PLC 内部运算用的是二进制数，数码管却只认 BCD 码，这时候该如何实现数据格式的转换呢？还有，当我们需要计算一批产品的总重量（已知单件重量和数量），或者根据总长度和每段长度计算分段数量时，PLC 又该如何完成乘法和除法运算？ 仿真软件E-6界面 为操作设备，必须先在指轮(X7~X0)上拨人正确的“操作码32”，之后将启动开关SW1拨至“ON”，操作者方被允许执行如下操作。 1.单击货品供给按键PB1，上方货仓执行供给指令将货品投放至传送带;经人工质检后，通过单击“成品按键PB2”或“次品按键 PB3”将对应货品配送至“成品箱”或“次品箱”中。 三菱FX仿真软件E-6界面完成“货品合格率的显“ 2.经传送带两端光电传感器检测到货品已配送至指定位置后传送带停止运行，并通过两位数码管(Y7~Y0)实时显示当前成品合格率(若当前合格率为 100%，则通过点亮指示灯PL3表明)。 3.之后，操作者可再次对下一货品进行质检，也可以将启动开关SW1拨至“OFF”关断设备。 4.在配送过程中，可随时单击传送带停止按键PB4终止当前配送，避免“错检或漏检”。 三菱FX仿真软件E-6界面完成“货品合格率的显示” PLC内部继电器都可用程序来指定，故又可称为软元件或编程元件。继电器的名称由字母和数字组成，分别代表了继电器的类型和编号。 其内部元件分类，如下: *位元件--仅处理 ON/OFF“两种”状态的元件。X、Y、M、S *字元件--处理“多位”数据的元件。T、C、D、(VZ)Kn(XY/MS ) *其他元件--十进制常数(K)、指针(P)… 元件分类 位组合元件、常数说明: 上述 VIZ、P/元件将在后续专题中介绍，现对 Kn(XNYIM/S)及 K元件作如下说明: ① 位组合元件 位元件通过组合也可以处理“多位”数据。 *表达式:KnX、KnY、KnM、KnS * Kn 中的n是组数，4 位为一组。 *由位元件组成字元件时，首元件号习惯上采用以0为结尾的元件。 元件分类 ② 常数 *K是表示十进制整数的符号。主要用于指定定时器和计数器的设定值，或是应用指令的操作数中的数值(例如:K1234)。 *十进制常数的指定范围如下所示:使用字数据(16位)时--K-32768-K32767 使用双字数据(32位)时-K-2147483648-K2 147483647 元件分类 (1)指令样式(见表5-12) BCD 变换指令 (2)使用说明 将S)的BIN(二进制数)数据转换成BCD数据后传送到D中。 *使用BCD、BCDP时，的值若在0-9999以外范围时会出错。 *使用 DBCD、DBCDP时，)的值若在 0~9999 9999 以外范围时会出错。 (1)指令样式(见表5-13) BIN 变换指令 (2)使用说明 将的BCD数据转换成BIN(二进制数)数据后传送到D)中。 不是 BCD码时，M8067(运算出错)为 ON。 BIN 变换指令 (1)指令样式(见表5-14) MUL乘法指令 (2)使用说明 将内容进行二进制乘法运算后传送到的 32位(双字)中。 *相关标志位: M8304“0标志”--“乘除法”运算结果为 0，则置 1。 *若是位组合元件(K1~K8)，指定为K2只能求得乘积运算的低8位。 MUL乘法指令 (1)指令样式(见表5-15) DIV 除法指令 (2)使用说明 将的内容作为被除数，的内容作为除数，商传送到中，余数传送到中。 *相关标志位: M8306“进位标志”--“除法”运算结果大于+32767(16位运算)或+2147483 467(32 位运算)，则置1。“除法”运算结果为0，也置1。 *若是位组合元件(K1~K8)，不能得出余数 *为0时，运算出错，并且不能执行指令。 DIV 除法指令 (2)使用说明 将的内容作为被除数，的内容作为除数，商传送到中，余数传送到中。 *相关标志位: M8306“进位标志”--“除法”运算结果大于+32767(16位运算)或+2147483 467(32 位运算)，则置1。“除法”运算结果为0，也置1。 *若是位组合元件(K1~K8)，不能得出余数 *为0时，运算出错，并且不能执行指令。 DIV 除法指令 课堂练习 1.若执行 MUL D2 D3 D4 指令，其中 D2 中数值为 5，D3 中数值为 3，则 D4 中存储的结果是（ ） A. 5 B. 3 C. 15 D. 8 答案：C 解析：MUL 乘法指令的功能是将被乘数（D2）和乘数（D3）相乘，所得的积存储到结果存储地址（D4）中。5 乘以 3 等于 15，所以 D4 中存储的结果是 15，选 C。 课堂练习 2.关于 MUL 乘法指令的使用，下列说法正确的是（ ） A. 被乘数和乘数只能是字元件 B. 结果只能存储在一个字元件中 C. 若结果超出一个字元件的存储范围，会自动存储到后续字元件 D. 不能对负数进行乘法运算 答案：C 解析：MUL 乘法指令的被乘数和乘数可以是字元件（如 D0）或常数（如 K5），A 错误；当乘法运算结果超出一个字元件（16 位）的存储范围时，会自动将高位部分存储到结果存储地址的下一个字元件中，例如 MUL D0 D1 D2，若结果为 32 位，D2 存储低 16 位，D3 存储高 16 位，B 错误，C 正确；部分 PLC 的 MUL 指令支持对负数（用补码表示）进行乘法运算，D 错误。所以选 C。 课堂练习 3.DIV 除法指令的指令样式中，必不可少的部分是（ ） A. 进位标志位 B. 余数存储地址 C. 借位标志位 D. 移位次数 答案：B 解析：DIV 除法指令的功能是实现两个数的除法运算，指令样式通常为 “DIV 被除数 除数 商存储地址 余数存储地址”，其中余数存储地址是必不可少的，用于存储除法运算后产生的余数。进位标志位、借位标志位是部分指令中用于表示运算状态的，移位次数是移位指令中的参数，均不是 DIV 除法指令样式中必不可少的部分，所以选 B。 课堂练习 4.执行 DIV D5 D6 D7 D8 指令，D5 中数值为 10，D6 中数值为 3，则 D7 和 D8 中分别存储的是（ ） A. 3，1 B. 1，3 C. 10，3 D. 3，10 答案：A 解析：DIV 除法指令中，被除数（D5）除以除数（D6），所得的商存储到商存储地址（D7），余数存储到余数存储地址（D8）。10 除以 3，商是 3，余数是 1，所以 D7 中存储 3，D8 中存储 1，选 A。 课堂练习 5.下列关于 DIV 除法指令使用的说法，错误的是（ ） A. 除数不能为 0 B. 商和余数的符号与被除数一致 C. 若除数为 0，PLC 会产生错误报警 D. 余数的绝对值大于除数的绝对值 答案：D 解析：在 DIV 除法指令中，除数不能为 0，若除数为 0，PLC 会触发错误报警，A、C 正确；商和余数的符号遵循数学中的除法规则，与被除数的符号一致，例如（-10）÷3，商为 - 3，余数为 - 1，B 正确；根据除法运算规则，余数的绝对值一定小于除数的绝对值，D 错误，所以选 D。 课堂练习 6.在 Kn (X、Y、M、S) 元件中，常用于顺序控制程序中表示步骤的是（ ） A. X 元件 B. Y 元件 C. M 元件 D. S 元件 答案：D 解析：S 元件是状态元件，在顺序控制程序中，常用来表示整个控制过程中的各个步骤或状态，通过状态元件的切换来实现顺序控制；X 元件是输入元件，接收外部信号；Y 元件是输出元件，控制外部执行机构；M 元件是辅助继电器，用于内部逻辑运算。所以选 D。 课堂练习 7.下列对 BCD 变换指令和 BIN 变换指令的关系描述，正确的是（ ） A. 两者功能相同 B. BCD 变换指令是 BIN 变换指令的逆运算 C. BIN 变换指令是 BCD 变换指令的逆运算 D. 两者没有关联 答案：C 解析：BCD 变换指令是将二进制数转换为 BCD 码，BIN 变换指令是将 BCD 码转换为二进制数，从功能上看，BIN 变换指令实现的是 BCD 变换指令的逆运算，例如将二进制数 1001（9）通过 BCD 指令转换为 BCD 码 1001，再通过 BIN 指令可转换回二进制数 1001。所以 C 正确，A、B、D 错误。 课堂练习 8.若使用 MUL 指令进行 16 位乘法运算，被乘数存储在 D0，乘数存储在 D1，那么结果的低 16 位和高 16 位分别存储在（ ） A. D2，D3 B. D3，D2 C. D1，D0 D. D0，D1 答案：A 解析：在 PLC 的 16 位 MUL 乘法指令中，若指令格式为 MUL D0 D1 D2，当运算结果为 32 位时，按照默认规则，结果的低 16 位会存储在指定的结果存储地址 D2 中，高 16 位则自动存储到 D2 的下一个字元件 D3 中。所以选 A。 课后作业 简述使用 MUL 乘法指令时的注意事项。 写出 DIV 除法指令的典型指令样式（以 16 位除法为例），并说明各操作数的作用及结果的存储方式。 在使用 DIV 除法指令时，为什么要严禁除数为 0？若出现除数为 0 的情况，PLC 通常会有哪些反应？ 课堂小结 $