4.7　数学运算类指令

4.7.1　四则运算指令

（1）整数四则运算指令格式和功能

整数四则运算指令格式和功能如表4-35所示。

表4-35　整数四则运算指令格式和功能

（2）例说整数四则混合运算指令

编程计算。

图4-56　四则混合运算指令

梯形图如图4-56（a）所示，程序仿真结果如图4-56（b）所示。当I0.0接通时，6+7的结果放入VW0，VW0×5的结果放入VW2，VW2-3的结果放入VW4，则VW4里面存放的结果就是的值。

由于整数的四则混合运算指令的OUT的数据类型为16位有符号整数，故操作数采用VW。

VW0包含VB0和VB1两个字节，VW2包含VB2和VB3两个字节，VW4包含VB4和VB5两个字节。所以，计算的中间结果分别存入VW0、VW2、VW4中，而不能用VW0、VW1、VW3。

4.7.2　双整数四则运算指令

（1）双整数四则运算指令格式和功能

双整数四则运算指令格式和功能如表4-36所示。

表4-36　双整数四则运算指令格式和功能

（2）例说双整数四则混合运算指令

编程计算。

梯形图如图4-57（a）所示，程序仿真结果如图4-57（b）所示。当I0.1接通时，369-15的结果放入VD0，VD0×5的结果放入VD4，VD4÷21的结果放入VD8，则VD8里面存放的结果就是的值。事实上，计算并不能被21整除，而对于整数和双整数的一般除法，不管余数有多大，都会被舍掉，只保留整数部分，所以，计算结果为84，如果需要精确计算，则需要使用实数的混合运算。

图4-57　双整数四则混合运算指令

由于双整数的四则混合运算指令的OUT的数据类型为32位有符号整数，故操作数采用VD。由于VD0包含VB0～VB3四个字节，故程序中使用地址的方式是VD0、VD4、VD8。

4.7.3　实数四则运算指令

（1）实数四则运算指令格式和功能

实数四则运算指令格式和功能如表4-37所示。

表4-37　实数四则运算指令格式和功能

进行加、减、乘、除运算后会对特殊寄存器的一些位产生影响，因此在执行完这些指令后可以查看特殊寄存器里面的这些位的值，从而知道计算的结果是否正确。

受影响的特殊寄存器位有：SM1.0（零）、SM1.1（溢出位）、SM1.2（负）、SM1.3（被零除）。其具体含义如表4-38所示。

表4-38　受影响的特殊寄存器位

（2）例说实数四则混合运算指令

编程计算。

梯形图如图4-58（a）所示，程序仿真结果如图4-58（b）所示。当I0.2接通时，888.9-5.0的结果放入VD0，VD0×2.1的结果放入VD4，VD4÷5.3的结果放入VD8，则VD8里面存放的结果就是的值。

图4-58　实数四则混合运算指令

本次所用指令都是实数运算，所以在减法指令中，IN2的数值应该输入“5.0”而不是“5”。

4.7.4　完全整数乘法、除法指令

（1）完全整数乘法、除法指令格式和功能

完全整数乘法、除法指令格式和功能如表4-39所示。

表4-39　完全整数乘法、除法指令格式和功能

一般说来，乘法计算的积要比乘数的位数高，除法运算后还有余数问题，一般乘法和除法运算不能解决这些问题。例如在一般整数除法中，两个16位的整数相除，产生一个16位的整数商，不保留余数。双整数除法也同样，只是位数变为32位。

完全乘法指令是将两个有符号整数的IN1和IN2相乘，产生一个32位双整数结果OUT。完全整数除法中，两个16位的有符号整数相除，产生一个32位结果，其中，低16位为商，高16位为余数。

（2）例说完全整数乘法、除法指令

图4-59中，相除后得到32位结果存入VD10中。其中，VD10包含VW10（高16位）和VW12（低16位）。

图4-59　完全整数乘法、除法指令

4.7.5　数学函数指令

数学函数指令格式和功能如表4-40所示。

表4-40　数学函数功能指令格式和功能

4.7.6　递增、递减指令

（1）递增、递减指令格式和功能

递增、递减指令格式和功能如表4-41所示。

表4-41　递增、递减指令格式和功能

（2）例说递增指令

梯形图如图4-60所示，SM0.1接通一个扫描周期，使MB1=2#00000000，I0.0接通一次，MB1的内容加1并将结果存入MB1中，执行过程如图4-60（b）所示。

图4-60　递增指令

此程序可用于单一开关控制两灯，甲灯亮（甲组设备工作），乙灯不亮（乙组设备不工作）；按一次按钮，乙灯亮（乙组设备工作），甲灯不亮（甲组设备不工作）；再按一次按钮，甲灯亮（甲组设备工作），乙灯不亮（乙组设备不工作）；依此类推。

4.7.7　综合实例

综合实例1——求直线坐标

一直线的斜率为32.5，在Y轴上的截距为-42，已知某点X轴坐标，编写程序求该点的Y轴坐标。

元件说明见表4-42。

表4-42　元件说明

控制程序如图4-61所示。

图4-61　控制程序

已知某点X轴坐标，求该点的Y轴坐标的计算公式为

SM0.0为特殊功能寄存器，只要CPU运行时，该位始终为1。

如图4-61所示，VD1000存放的是X轴坐标值，32.5乘以VD1000内的数值将计算结果存入VD1004，VD1004的数据减去42，便得到Y轴坐标值，将其存入VD1008中。

综合实例2——求温度传感器输出电压对应的温度。

已知某温度传感器的测量范围为-20～80℃，对应的输出电压为0～5V，试编程计算当输出电压为V时，对应的环境温度T。

元件说明见表4-43。

表4-43　元件说明

控制程序如图4-62所示。

图4-62

图4-62　控制程序

① 由控制要求知，最低检测温度Tmin=-20℃，最高检测温度Tmax=80℃，最小输出电压Vmin=0V，最大输出电压Vmax=5V，则输出电压V与所对应的温度T计算公式为

　　（4-1）

② 程序执行过程，在梯形图中有详尽的注释，在此不再赘述。

编写梯形图程序时，为保证计算精度，要先做乘法再做除法。

综合实例3——求余弦值

求30°余弦值。

元件说明见表4-44。

表4-44 元件说明

控制程序如图4-63所示。

图4-63　控制程序

三角函数指令是对实数弧度值进行相应的计算，本案例中需先将角度值转化为实数弧度值，然后再求余弦。

公式为

综合实例４——广告灯控制

范例示意如图4-64所示。

图4-64　范例示意

一组广告灯包括8个彩色LED从左到右依次排开。启动时，要求8个彩色广告灯从右到左逐个点亮，全部点亮时，再从左到右逐个熄灭，全部熄灭后，再从左到右逐个点亮，全部点亮时，再从右到左逐个熄灭，并不断重复上述过程。

元件说明见表4-45。

表4-45　元件说明

控制程序如图4-65所示。

图4-65　控制程序

① 按下启动开关，I0.0常开触点闭合，MB0=1，即M0.1=OFF，M0.0=ON，使Q0.0被置1，同时T37、T38开始计时，Q0.0置位，T37每隔1s发出一个脉冲，执行左移指令，将Q0.0的1依次左移至Q0.1～Q0.7，8个LED依次点亮，最后全亮。

② T38隔8s再发一个脉冲执行一次INC加1指令，M0.1=ON，M0.0=OFF，M0.1常开触点闭合，M0.0常开触点断开，执行右移指令，T37每隔1s发出一个脉冲右移一次，每右移一次最左位补0，0依次右移到Q0.6～Q0.0，8个LED依次熄灭，最后全灭。

③ T38隔8s再发一个脉冲，执行一次INC加1指令，M0.1=ON，M0.0=ON，M0.1、M0.0常开触点都闭合，执行右移指令，并将Q0.7置位，T37每隔1s发一个脉冲，将Q0.7的1依次右移至Q0.6～Q0.0，8个LED依次点亮，最后全亮。

④ T38隔8s再发一个脉冲，执行一次INC加1指令，M0.1=OFF，M0.0=OFF，M0.1常闭触点闭合，M0.0常开触点断开并执行左移指令，每左移一位，最右位Q0.0即补零，T37每隔1s发出一个脉冲，最右位补零，0依次左移到Q0.1～Q0.7，8个LED依次熄灭，最后全灭。

⑤ T38每隔8s发出一个脉冲，不断重复上述过程。

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