專利名稱：實(shí)現(xiàn)多任務(wù)功能的微型機(jī)可編程控制器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器(Microcomputer programmable controller，MPC)及其控制方法。其中，被以塊為單位生成的復(fù)數(shù)個(gè)程序所控制、在復(fù)數(shù)個(gè)程序中共用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在被分配于獨(dú)立的內(nèi)存域中的全局寄存器中，只在程序塊中保有的地域信息存儲(chǔ)在該程序塊中的局部寄存器里并被管理，輸入/輸出端被寄存器化，無須實(shí)行額外的輸入命令即可使用輸入/輸出端。
關(guān)于電氣/電子領(lǐng)域里主要采用的產(chǎn)業(yè)用P.L.C(可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller)，有這樣的構(gòu)成方式為能夠根據(jù)控制P.L.C的控制程序而動(dòng)作，提高其性能，作成復(fù)數(shù)個(gè)程序、同時(shí)施行多任務(wù)功能的動(dòng)作。
然而，就已有的P.L.C來講，由于欲使用的寄存器的數(shù)量被固定，只能在此范圍內(nèi)使用寄存器，故當(dāng)編制P.L.C能執(zhí)行各種各樣功能的程序時(shí)，常出現(xiàn)寄存器不足現(xiàn)象。
本發(fā)明目的就在于提供一種新的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器及其控制方法，其能夠防止寄存器不足現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)。能夠依據(jù)多任務(wù)功能同時(shí)有效地執(zhí)行復(fù)數(shù)個(gè)程序。
本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的能執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器包括含有管理地域信息的特定的局部寄存器及存儲(chǔ)有欲實(shí)行的機(jī)器語言的復(fù)數(shù)個(gè)程序塊；為管理在所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊中共有的信息而被分配在不受所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊生成與消滅之影響的獨(dú)立內(nèi)存領(lǐng)域里的全局寄存器；使數(shù)字式輸入/輸出、模擬輸入/輸出以及譯碼器輸入寄存器化來進(jìn)行處理的輸入/輸出寄存器；輸出可同時(shí)執(zhí)行所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊的控制信號(hào)，控制輸入/輸出的多任務(wù)程序?qū)嵭衅鳌?br> 為達(dá)成多任務(wù)功能、具有以上構(gòu)成的本發(fā)明產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器的控制方法為為以所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅鲌?zhí)行程序，當(dāng)一經(jīng)選擇復(fù)數(shù)個(gè)程序塊中任一程序塊時(shí)，就將在該程序塊中存儲(chǔ)的機(jī)器語形態(tài)的命令語向所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅鱾鬟f，所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅鞲鶕?jù)該命令語執(zhí)行演算和控制，于是確認(rèn)為了進(jìn)行該演算及控制的命令是否是與輸入/輸出中有關(guān)系的內(nèi)容，當(dāng)確認(rèn)為是與輸入/輸出有關(guān)系的內(nèi)容的場合，則在所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅髦袡z查是否可使用輸入/輸出寄存器，將使用中的輸入/輸出寄存器內(nèi)容進(jìn)行更新或向外部輸出之后，執(zhí)行相應(yīng)于輸入/輸出寄存器的演算及控制。
以下根據(jù)附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器(MPC)的控制部的構(gòu)造框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)控制器的控制部的詳細(xì)構(gòu)造框圖。
根據(jù)圖1，根據(jù)本發(fā)明的控制部包括含有管理地域信息的特定的局部寄存器并存儲(chǔ)有欲執(zhí)行機(jī)器語的復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200；為管理在復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200中共有的信息而被分配在不受復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200生成與消滅之影響的獨(dú)立的內(nèi)存領(lǐng)域里的全局寄存器，以及使數(shù)字式輸入/輸出、模擬輸入/輸出及編程器輸入寄存器化來進(jìn)行處理的輸入/輸出寄存器300；輸出可同時(shí)執(zhí)行復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200的控制信號(hào)、控制輸入/輸出的多任務(wù)程序?qū)嵭衅?00。
這里，復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200是為執(zhí)行程序的數(shù)據(jù)的集合，其具有自身含有執(zhí)行中必要的全部信息、相互不影響，獨(dú)立執(zhí)行程序的特征。參照?qǐng)D2，復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200是由頭信息存儲(chǔ)部201(存儲(chǔ)有程序計(jì)數(shù)器(PCProgram Counter)、塊首地址(BSABlock StartAddress)、塊尾地址(BEABlock End Address))和存儲(chǔ)有欲執(zhí)行機(jī)器語的程序塊存儲(chǔ)部202以及存儲(chǔ)并管理程序塊200中所必要信息的局部寄存器存儲(chǔ)部203所構(gòu)成的。該程序塊200是根據(jù)從1到n個(gè)程序的編成而生成、消滅，在程序塊200中含有的程序計(jì)數(shù)器(PC)、塊首地址(BSA)、塊尾地址(BEA)及局部寄存器(LocalRegister)也與該程序塊200同時(shí)生成、消滅。
這里，由于局部寄存器與程序塊200同時(shí)生成、消滅，只在各自的程序塊內(nèi)部有效，故即使存在于不同的程序塊200中的局部寄存器的名稱一樣，也是能作為互無影響的獨(dú)自的寄存器來使用的。
另一方面，全局及輸入/輸出寄存器300是在所有程序塊200中可使用的寄存器，各程序塊200都可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和演算以及參考。
另外，參考圖2，多任務(wù)程序?qū)嵭衅?00是由下列要素構(gòu)成的輸出使復(fù)數(shù)個(gè)程序塊執(zhí)行多任務(wù)的控制信號(hào)的中央處理裝置105；根據(jù)中央處理裝置105的控制在復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200等之中指定欲執(zhí)行程序塊的程序塊計(jì)數(shù)器104；選擇由程序塊計(jì)數(shù)器104所指定的程序塊的程序塊選擇器103；為解讀、執(zhí)行在被選擇的程序塊中存儲(chǔ)的機(jī)器語而對(duì)其暫存的執(zhí)行命令語存儲(chǔ)器101；根據(jù)中央處理裝置105的控制對(duì)存儲(chǔ)在執(zhí)行命令語存儲(chǔ)器101中的機(jī)器語命令語進(jìn)行解讀的命令語解讀器102；根據(jù)中央處理裝置105的控制對(duì)被解讀的命令語進(jìn)行演算的演算部106；在中央處理裝置105依程序指令控制演算或數(shù)據(jù)的輸入/輸出過程中，生成欲使用的輸入/輸出寄存器的場合，對(duì)可否使用該輸入/輸出寄存器進(jìn)行檢查，對(duì)是否更新或向外部輸出該輸入/輸出寄存器的內(nèi)容進(jìn)行控制的關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器107；根據(jù)該關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器107的控制、執(zhí)行對(duì)中央處理裝置105欲使用的輸入/輸出寄存器內(nèi)容進(jìn)行更新或向外輸出的功能的輸入/輸出端寄存器變換器108。
關(guān)于具有上述構(gòu)成的本發(fā)明產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器，其控制方法為首先，為執(zhí)行多重程序，將為執(zhí)行而編成的以機(jī)器語形態(tài)的命令語編成的各程序分塊，存儲(chǔ)于程序塊200內(nèi)，當(dāng)構(gòu)成了復(fù)數(shù)個(gè)程序塊200時(shí)，中央處理裝置105為實(shí)現(xiàn)多任務(wù)(Multi-Task)功能，使程序塊計(jì)數(shù)器104的值依次增加，指定欲呼出的程序塊，由程序塊計(jì)數(shù)器104指定的程序塊200被程序塊選擇器103所選擇。
程序塊選擇器103將程序塊200內(nèi)部的程序塊計(jì)數(shù)器(PC)所指示的執(zhí)行等待中的機(jī)器語向執(zhí)行命令語存儲(chǔ)器101移動(dòng)。于是，程序塊計(jì)數(shù)器(PC)為執(zhí)行下一命令將指針值增加。
這時(shí)，中央處理裝置105為執(zhí)行多任務(wù)，讓程序塊計(jì)數(shù)器104的值輪流地指定下一個(gè)程序塊，從而依次讓各獨(dú)立的程序塊被執(zhí)行。
另一方面，執(zhí)行命令語存儲(chǔ)器101的內(nèi)容經(jīng)命令語解讀器102解讀后，被中央處理裝置105所執(zhí)行，產(chǎn)生演算及輸入/輸出動(dòng)作。但在根據(jù)中央處理裝置105進(jìn)行演算及輸入/輸出控制中，出現(xiàn)寄存器內(nèi)容變更等的執(zhí)行場合，輸入/輸出寄出器302在前述中央處理裝置變更輸入/輸出寄存器值之前，根據(jù)關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器107的檢查結(jié)果自動(dòng)執(zhí)行內(nèi)容更新或輸出的處理。
故此，根據(jù)關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器107，使用者可以象使用寄存器一樣使用控制器的硬件輸入/輸出。這使得可以省去額外的輸入/輸出命令，在編程時(shí)可以極大地提高效率。
當(dāng)中央處理裝置105欲使用的輸入/輸出寄存器生成時(shí)，關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器107確認(rèn)是否可使用該輸入/輸出寄存器，被該檢查器107所檢查得知可否使用的寄存器隨即被輸入/輸出端變換器108將其值更新或向外部輸出。
采用本發(fā)明產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器及其控制方法，之于以塊為單位構(gòu)成的復(fù)數(shù)個(gè)程序分別管理其各自的局部寄存器，僅對(duì)共有的寄存器分配獨(dú)立的內(nèi)存，故可在程序編制及執(zhí)行時(shí)提高系統(tǒng)效率。由于將P.L.C的數(shù)字式輸入/輸出、模擬輸入/輸出及譯碼器輸入等輸入/輸出端作為固有名稱的寄存器進(jìn)行指定和使用，所以即使不執(zhí)行額外的輸入指令也可以。
權(quán)利要求
1.執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器，包括含有管理地域信息的特定的局部寄存器及存儲(chǔ)有欲實(shí)行的機(jī)器語言的復(fù)數(shù)個(gè)程序塊；為管理在所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊中共有的信息而被分配在不受所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊生成與消滅之影響的獨(dú)立內(nèi)存領(lǐng)域里的全局寄存器；使數(shù)字式輸入/輸出、模擬輸入/輸出以及編碼器輸入寄存器化來進(jìn)行處理的輸入/輸出寄存器；輸出可同時(shí)執(zhí)行所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊的控制信號(hào)，控制輸入/輸出的多任務(wù)程序?qū)嵭衅鳌?br> 2.按權(quán)利要求1所說的執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器，其特征是所說的復(fù)數(shù)個(gè)程序塊是為執(zhí)行程序的數(shù)據(jù)的集合，其具有自身含有執(zhí)行中必要的全部信息、相互不影響，獨(dú)立執(zhí)行程序。
3.按權(quán)利要求1或2所說的執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器，其特征是所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊是由存儲(chǔ)有程序計(jì)數(shù)器和塊首地址及塊尾地址的頭信息存儲(chǔ)部、和存儲(chǔ)有欲執(zhí)行機(jī)器語的程序塊存儲(chǔ)部、以及存儲(chǔ)并管理程序塊中所必要信息的局部寄存器存儲(chǔ)部所構(gòu)成的，所說頭信息存儲(chǔ)部和程序塊存儲(chǔ)部以及局部寄存器存儲(chǔ)部與程序塊同時(shí)生成、消滅。
4.按權(quán)利要求1所說的執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器，其特征是所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅魇怯上铝幸貥?gòu)成的輸出使復(fù)數(shù)個(gè)程序塊執(zhí)行多任務(wù)的控制信號(hào)的中央處理裝置、根據(jù)中央處理裝置的控制在所說復(fù)數(shù)個(gè)程序塊等之中指定欲執(zhí)行程序塊的程序塊計(jì)數(shù)器、選擇由所說程序塊計(jì)數(shù)器所指定的程序塊的程序塊選擇器、為解讀、執(zhí)行在被選擇的程序塊中存儲(chǔ)的機(jī)器語而對(duì)其暫存的執(zhí)行命令語存儲(chǔ)器、根據(jù)所說中央處理裝置的控制對(duì)存儲(chǔ)在所說執(zhí)行命令語存儲(chǔ)器中的機(jī)器語命令語進(jìn)行解讀的命令語解讀器、根據(jù)所說中央處理裝置的控制對(duì)被解讀的命令語進(jìn)行演算的演算部、在所說中央處理裝置依程序指令控制演算或數(shù)據(jù)的輸入/輸出過程中生成欲使用的輸入/輸出寄存器的場合、對(duì)可否使用該輸入/輸出寄存器進(jìn)行檢查，對(duì)是否更新或向外部輸出該輸入/輸出寄存器的內(nèi)容進(jìn)行控制的關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器、根據(jù)所說關(guān)于可否使用輸入/輸出寄存器的檢查器的控制、執(zhí)行對(duì)據(jù)說中央處理裝置欲使用的輸入/輸出寄存器內(nèi)容進(jìn)行更新或向外輸出的功能的輸入/輸出端寄存器變換器。
5.執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器的控制方法，被以塊為單位生成的復(fù)數(shù)個(gè)程序所控制、在復(fù)數(shù)個(gè)程序中共用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在被分配于獨(dú)立的內(nèi)存域中的全局寄存器中，只在程序塊中保有的地域信息存儲(chǔ)在該程序塊中的局部寄存器里并被管理，輸入/輸出端被寄存器化，無須實(shí)行額外的輸入命令即可使用輸入/輸出端，其特征是為以所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅鲌?zhí)行程序，當(dāng)一經(jīng)選擇復(fù)數(shù)個(gè)程序塊中任一程序塊時(shí)，就將在該程序塊中存儲(chǔ)的機(jī)器語形態(tài)的命令語向所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅鱾鬟f，所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅鞲鶕?jù)該命令語執(zhí)行演算和控制，于是確認(rèn)為了進(jìn)行該演算及控制的命令是否是與輸入/輸出中有關(guān)系的內(nèi)容，當(dāng)確認(rèn)為是與輸入/輸出有關(guān)系的內(nèi)容的場合，則在所說多任務(wù)程序?qū)嵭衅髦袡z查是否可使用輸入/輸出寄存器，將使用中的輸入/輸出寄存器內(nèi)容進(jìn)行更新或向外部輸出之后，執(zhí)行相應(yīng)于輸入/輸出寄存器的演算及控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及執(zhí)行多任務(wù)功能的產(chǎn)業(yè)用微型機(jī)可編程控制器及其控制方法。所說控制器包括:含有管理地域信息的特定的局部寄存器及存儲(chǔ)有欲實(shí)行的機(jī)器語言的復(fù)數(shù)個(gè)程序塊、全局寄存器、輸入/輸出寄存器、多任務(wù)程序?qū)嵭衅?。之于?fù)數(shù)個(gè)程序分別管理其各自的局部寄存器,僅對(duì)共有的寄存器分配獨(dú)立的內(nèi)存,故可提高編程及執(zhí)行效率。將P.L.C的輸入/輸出端作為固有名稱的寄存器進(jìn)行指定和使用,即使不執(zhí)行額外輸入指令也可行。
文檔編號(hào)G06F9/40GK1267021SQ9910980
公開日2000年9月20日 申請(qǐng)日期1999年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月25日
發(fā)明者張突 申請(qǐng)人:株式會(huì)社技家