淺談CPU狀態(tài)字寄存器
雷浩（無錫市北辰自動化技術(shù)有限公司）
1.引言
CPU寄存器狀態(tài)字的各位給出了有關(guān)指令狀態(tài)或結(jié)果的信息以及所出現(xiàn)的錯誤，我們可以將二進制邏輯操作狀態(tài)位信號狀態(tài)直接集成到程序中，以控制程序執(zhí)行的流程。
2.狀態(tài)字寄存器
先簡單介紹一下CPU中狀態(tài)字。
● 首次檢查位：狀態(tài)字的0位稱作首次檢查位，如果/FC 位的信號狀態(tài)為“0”，則表示伴隨著下一條邏輯指令，程序中將開始一個新的邏輯串。FC前面的斜杠表示對FC取反。
● 邏輯運算結(jié)果：狀態(tài)字的第1位為RLO 位（RLO= “邏輯運算結(jié)果”），在二進制邏輯運算中用作暫時存儲位。比如，一串邏輯指令中的某個指令檢查觸點的信號狀態(tài)，并根據(jù)布爾邏輯運算規(guī)則將檢查的結(jié)果（狀態(tài)位）與RLO位進行邏輯門運算，然后邏輯運算結(jié)果又存在RLO位中。
● 狀態(tài)位：狀態(tài)位（第2位）用以保存被尋址位的值。狀態(tài)位總是向掃描指令（A,AN,O,…）或?qū)懼噶睿?,S,R,）顯示尋址位的狀態(tài)（對于寫指令，保存的尋址位狀態(tài)是本條寫指令執(zhí)行后的該尋址位的狀態(tài)）。
● OR位：在用指令OR執(zhí)行或邏輯操作之前，執(zhí)行與邏輯操作的時候，就需要用到OR這一狀態(tài)位。OR位表示先前執(zhí)行的與邏輯操作產(chǎn)生的值為“1”，于是，邏輯操作或的執(zhí)行結(jié)果就已被確定為“1”。
● OV位：溢出表示算術(shù)或比較指令執(zhí)行時出現(xiàn)了錯誤。根據(jù)所執(zhí)行的算術(shù)或邏輯指令結(jié)果對該位進行設(shè)置。
● OS位：溢出存儲位是與OV位一起被置位的，而且在更新算術(shù)指令之后，它能夠保持這種狀態(tài)，也就是說，它的狀態(tài)不會由于下一個算術(shù)指令的結(jié)果而改變。 這樣，即使是在程序的后面部分，也還有機會判斷數(shù)字區(qū)域是否溢出或者指令是否含有無效實數(shù)。OS位只有通過如下這些命令進行復(fù)位：JOS（若OS = 1，則跳轉(zhuǎn)）命令，塊調(diào)用和塊結(jié)束命令。
● CC1及CC0位：CC1和CC0（條件代碼）位給出有關(guān)下列結(jié)果的相關(guān)信息：
• 算術(shù)指令結(jié)果
• 比較指令結(jié)果
• 字邏輯指令
• 在移位功能中，移出位相關(guān)信息。
可以用以下指令來檢查條件代碼CC1和CC0。
CC1 CC0 檢查完成后，如果：
0 0 A == 0 結(jié)果 =0
1 0 A > 0 結(jié)果 > 0
0 1 A < 0 結(jié)果 < 0
● BR位：狀態(tài)字的第8位稱為二進制結(jié)果位。它將字處理程序與位處理聯(lián)系起來，在一段既有位操
作又有字操作的程序中，用于表示字邏輯是否正確。將BR位加入程序后，無論字操作結(jié)果如何，都不會造成二進制邏輯鏈中斷。在梯形圖的方塊指令中，BR位與ENO位有對應(yīng)關(guān)系，用于表明方塊指令是否被正確執(zhí)行：如果執(zhí)行出現(xiàn)了錯誤，BR位為0，ENO位也為0；如果功能被正確執(zhí)行，BR位為1，
ENO位也為1。在用戶編寫的FB/FC程序中，應(yīng)該對BR位進行管理，功能塊正確執(zhí)行后，使BR位為1，否則使其為0。使用SAVE指令將RLO存入BR中，從而達到管理BR位目的。
狀態(tài)字的9-15位未使用。
3.具體使用
下面我們結(jié)合STEP7中的指針編程來具體介紹條件碼CC0/CC0的用法。
不同的指令在CPU中執(zhí)行時間是不同的。浮點數(shù)比定點數(shù)執(zhí)行時間要長；字邏輯指令比位邏輯指令執(zhí)行時間要長；在某些程序中適當(dāng)使用狀態(tài)字來進行編程可以減少CPU程序的執(zhí)行時間。
例1：比如說要比較一個DB中塊的DBBO-DBB99這100個字節(jié)是正數(shù)是負(fù)數(shù)還是0，正數(shù)用1來表示；負(fù)數(shù)用-1來表示；0用0來表示。并且將對應(yīng)結(jié)果存入MB200開始的100個字節(jié)中。我們通常的做法可能為：
如果利用條件碼來進行編程，既可以減少程序的大小還會減少一定的指令執(zhí)行時間，我們只需要將
中間的比較程序加以優(yōu)化，即可以達到目的。
例2：根據(jù)狀態(tài)位C0和CC1的狀態(tài)而跳轉(zhuǎn)的跳轉(zhuǎn)功能指令JZ不改變?nèi)魏螤顟B(tài)位的狀態(tài)，而且邏輯操作結(jié)果RLO值也會“隨著”該跳轉(zhuǎn)功能帶到跳轉(zhuǎn)程序段中，供用戶程序其它邏輯操作之用（不改變/FC狀態(tài)）。
示例 兩個整數(shù)相減并需進行連續(xù)判斷：
L MW2
L MW8
-I
JZ ZERO // 如果結(jié)果等于“0”，則跳轉(zhuǎn)至標(biāo)號ZERO處
// 結(jié)果不等于“0”時所執(zhí)行的指令
ZERO: // 結(jié)果等于“0”時，所要執(zhí)行的指令
如果用戶不熟悉JZ指令和狀態(tài)位C0和CC1的具體含義，編程時就需要通過比較指令將比較結(jié)果存入一個二進制位中，再根據(jù)這個二進制位通過JC/JCN指令來控制程序的執(zhí)行了。
例3：我們實際應(yīng)用中可能要利用某些協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)（比如說Hilscher公司的NTTAP系列網(wǎng)關(guān)）來和某些串口協(xié)議的儀表進行通信時，會遇到CRC校驗的問題，關(guān)于CRC校驗時需要判斷溢出位是否為1的問題來進行程序的進一步計算。我們以EURO2408的MODBUS通信時需要的CRC校驗為例說明CRC校驗的步驟：
1、裝載16#FFFF到一個16位CRC寄存器；
2、將CRC寄存器的高8位字節(jié)與信息中的第一個8位字節(jié)相異或，結(jié)果返回到CRC寄存器中；
3、將CRC寄存器數(shù)據(jù)向右移動一位；
4、如果溢出的位等于1，則將CRC寄存器與16#A001相異或，結(jié)果返回到CRC寄存器中；
4、如果溢出的位等于0，則重復(fù)第3步；
5、重復(fù)第3、4步驟，直到已經(jīng)移位了8次；
6、將CRC寄存器的高8位字節(jié)與信息中的下一個8位字節(jié)相異或，結(jié)果返回到CRC寄存器中；
7、重復(fù)第3步到第6步，直到信息中所有字節(jié)都與CRC寄存器相異或，并都移位了8次；
8、最后的CRC寄存器中的結(jié)果即為CRC校驗碼，最后被添加到信息（數(shù)據(jù)）的末尾（交換！低8位
在前，高8位在后；）
在第4步中需要判斷溢出的位是否為1，如何判斷對于整個程序有著重要的影響。我們可以用A>0指令來判斷這個條件，具體代碼的編寫，有興趣時大家可以根據(jù)上面的步驟編寫一個自己的CRC程序。
4.結(jié)束語
在一般情況下，我們不必考慮這些狀態(tài)位，但在某些情況下，利用這些狀態(tài)位并結(jié)合一定的指令，可以給我們的編程帶來更大的靈活性，同時對于進一步提高自己的編程水平也有一定的作用。
5.參考文獻
[1].SIEMENS AG.STL編程手冊V5.3。
[2].SIEMENS AG.S7-300指令及執(zhí)行時間。
[3].廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)。