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西門子S7-300 PLC組織塊中的中斷優(yōu)先級

    在S7 -300中，中斷的優(yōu)先級就是中斷組織塊的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的組織塊可以中斷低優(yōu)先級的組織塊的處理過程。如果同時(shí)有多個(gè)中斷請求產(chǎn)生，則按優(yōu)先級高低的順序執(zhí)行。下面是優(yōu)先級的順序（由低至高）：背景循環(huán)、主程序掃描循環(huán)、日期時(shí)間中斷、時(shí)間延時(shí)中斷、循環(huán)中斷、硬件中斷、多處理器中斷、I/O冗余錯(cuò)誤、異步故障(OB80~ 87)、啟動(dòng)和CPU冗余。其中，背景循環(huán)的優(yōu)先級低。S7-300 CPU（不包括CPU318）中的組織塊的優(yōu)先級是固定的。
中斷處理用來實(shí)現(xiàn)對特殊內(nèi)部事件或外部事件的快速響應(yīng)。如果沒有中斷，CPU循環(huán)執(zhí)行組織塊OB1，因?yàn)槌尘皵?shù)據(jù)塊OB90以外，OB1的中斷優(yōu)先級低，CPU檢測到中斷源發(fā)出的中斷請求時(shí)，操作系統(tǒng)在執(zhí)行完當(dāng)前程序的當(dāng)前指令（斷點(diǎn)處）后，立即響應(yīng)中斷，調(diào)用中斷源對應(yīng)的中斷程序( OB)。執(zhí)行完中斷程序后，返回被中斷的程序的斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。

    PLC的中斷源包括：I/O模塊的硬件中斷，或是CPU模塊內(nèi)部的軟件中斷，例如日期時(shí)間中斷、延時(shí)中斷、循環(huán)中斷和編程錯(cuò)誤引起的中斷。如果在執(zhí)行中斷程序( OB)時(shí)，又檢測到一個(gè)中斷請求，CPU將比較兩個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級，如果優(yōu)先級相同，則按照產(chǎn)生中斷的先后次序進(jìn)行處理。如果后者的優(yōu)先級比正在執(zhí)行的中斷優(yōu)先級高，將終止當(dāng)前正在處理的中斷組織塊，轉(zhuǎn)而調(diào)用高優(yōu)先級的中斷OB，這就是所謂的中斷嵌套調(diào)用。

    當(dāng)產(chǎn)生中斷嵌套調(diào)用時(shí)，操作系統(tǒng)對現(xiàn)場進(jìn)行保護(hù)。被中斷的OB的局域數(shù)據(jù)壓入L堆棧（局域數(shù)據(jù)堆棧），被中斷的現(xiàn)場信息保存在I堆棧（中斷堆棧）和B堆棧（塊堆棧）中。

    值得說明的是，中斷程序不是由程序塊調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生后由操作系統(tǒng)調(diào)用。因?yàn)椴荒茴A(yù)知系統(tǒng)何時(shí)調(diào)用中斷程序，中斷程序不能改寫其他程序中可能正在使用的存儲器，所以應(yīng)在中斷程序中盡可能使用局部變量。編寫中斷程序時(shí)，中斷程序要盡可能小，甚至可以說“越短越好”，以使得中斷程序的執(zhí)行時(shí)間盡可能變短，減少對其他處理的延遲，否則可能會引起系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常。
   用戶程序由啟動(dòng)程序、主程序和各種中斷響應(yīng)程序等不同的程序塊組成，這些塊在STEP 7中的實(shí)現(xiàn)形式就是組織塊(OB)，OB1是重要的組織塊，是系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)掃描的的塊。在每個(gè)掃描周期內(nèi)，系統(tǒng)逐一地掃描、執(zhí)行OB1中的指令，所有的用戶程序都從OB1開始調(diào)用，系統(tǒng)塊調(diào)用示意圖如圖5-1所示。PLC系統(tǒng)調(diào)用組織塊，組織塊調(diào)用FB、FC、SFB、SFC。除OB1外，系統(tǒng)還提供了很多其他組織塊，包括啟動(dòng)組織塊和中斷組織塊，用于完成各種特殊任務(wù)。組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口。在下述情況下，OB執(zhí)行具體的程序：

    ·在CPU啟動(dòng)時(shí)；

    ·在一個(gè)循環(huán)或時(shí)鐘執(zhí)行時(shí)；

    ·當(dāng)發(fā)生故障時(shí)；

    ·當(dāng)發(fā)生硬件中斷時(shí)。

    不是所有的CPU都能處理STEP 7中所有的組織塊。具體某一型號的CPU中包括哪些OB，請參考相關(guān)技術(shù)手冊。

    STEP 7的組織塊主要包括：

    1．循環(huán)執(zhí)行的組織塊

    需要連續(xù)執(zhí)行的程序安排在OB1中，執(zhí)行完后又開始新的循環(huán)。

    2．啟動(dòng)組織塊

    啟動(dòng)組織塊用于系統(tǒng)的初始化，CPU上電或操作模式改為RUN時(shí)，根據(jù)不同的啟動(dòng)方式執(zhí)行OB100~ OB102中的一個(gè)。

    3．定期執(zhí)行的組織塊

    定期執(zhí)行的組織塊包括日期時(shí)間中斷組織塊( OB10~OB17)和循環(huán)中斷組織塊( OB30~ OB38)?？梢愿鶕?jù)設(shè)定的日期時(shí)間或時(shí)間間隔執(zhí)行中斷。

    4．事件驅(qū)動(dòng)的組織塊

    事件驅(qū)動(dòng)的組織塊包括延時(shí)中斷組織塊( OB20~OB23)、硬件中斷組織塊(OB40~OB47)、異步錯(cuò)誤中斷組織塊(OB80~ OB87)和同步故障中斷組織塊(OB121~OB122)。

    移位指令包括左移、右移和循環(huán)移位三種形式。移位操作在累加器1中進(jìn)行。執(zhí)行移位指令所空出的位既可以用0填入，也可以用符號位的信號狀態(tài)填人（“0”代表“正”，“1”代表“負(fù)”）。后移出位的信號狀態(tài)裝入狀態(tài)字的CC1位。狀態(tài)字的CC0和OV位清零。

    有符號數(shù)整數(shù)右移4位，過程及結(jié)果如圖4-56所示。

    圖4-56    有符號數(shù)右移4位執(zhí)行過程

    無符號數(shù)的移位過程為：

    1)一個(gè)無符號數(shù)右移4位的移位過程如圖4-57所示。

    2)一個(gè)無符號數(shù)左移4位的移位過程如圖4-58所示。

    圖4-57    無符號數(shù)右移4位過程

    圖4-58    無符號數(shù)左移4位過程

    [例4-26] 循環(huán)移位過程

    1)循環(huán)左移4位過程如圖4-59所示。

    圖4-59    循環(huán)左移4位執(zhí)行過程

    2)循環(huán)右移3位過程如圖4-60所示。

    圖4-60    循環(huán)左移4位執(zhí)行過程

    [例4-27] 當(dāng)使能輸入端EN =1時(shí)，執(zhí)行整數(shù)右移指令。將來自輸入端IN的16位整數(shù)9右移1位后，由OUT端輸出，結(jié)果MW10中，結(jié)果為4。如圖4-61所示。

    圖4-61    右移指令應(yīng)用

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