三菱fx系列plc編程元件及基本指令（PLC學習之數字電路基礎）

2023-10-16 07:23:07 2

哈嘍大家好呀，我是《電工基礎》學習分享系列文章的作者小楊，在學過一遍《電工基礎》這門課後，我要開始進軍PLC界了，在這裡我和大多數人一樣都是PLC小白哦！所以，如果大家也是不懂PLC，但又想學的，就跟我一起，共同進步吧！當然，如果有哪位PLC大神有什麼賜教、建議的，歡迎指出喲~

在有學習PLC的打算後，我就開始諮詢身邊的PLC大神們（其實只問了一位哈哈），該從何下手，才能更快捷地學好PLC呢？經過多方諮詢，慎重考慮（並沒有），我初步的PLC學習之旅是這樣的：李金城老師的《三菱FX PLC編程與應用入門》——丁先群老師的《三菱GxWorks2編程調試軟體應用》。先學習李老師的入門課，了解了解PLC是什麼，然後在學到編程時再學習丁老師的課程。所以，我己經預先安裝好了GxWorks2軟體，真是迫不及待地想用上它呢。

我已經按捺不住蠢蠢欲動的心，趕緊點開了《三菱FX PLC編程與應用入門》這門課，學完第一章「數字電路基礎」後，我感覺還不錯。李老師這門課本來就是為零基礎的學員而開設的，而我本就有一點基礎在，但在學習的過程中還是有很大的收穫。

李老師所講述的數字電路基礎內容包括了幾種進位數的含義和轉化、幾種碼制的特點及基本邏輯電路的知識。

一、數制

說到數制，我想很多人都和我一樣，最先想到的就是十進位，即所謂的滿十進一。在很小的時候，爸爸媽媽就開始教我們用手指進行算術，也許就是因為手指只有十個，所以在我們人類的生活中十進位的用法最為普遍。

然而，除了十進位外，比較常用的數制還有二進位、八進位以及十六進位。可以說這些數制是我們與計算機溝通的橋梁之一。信息化時代的到來大大方便了我們的工作與生活，為了能與更好地計算機進行交流，我們就要學會幾種數制。就像是我們要出國，為了與當地的居民交流，就要學會當地的一些語言一樣。

十進位是滿十進一，該位歸零，依此類推，顯然二進位就是滿二進一，該位歸零；八進位是滿八進一，該位歸零；十六進位是滿十六進一，該位歸零。十進位中的數字（數碼）有0~9，而二進位中的數碼只有0和1，在計算機的眼裡，它們只局限於二進位信息的處理，我們輸入的任何代碼，計算機都會把它們翻譯成二進位數再處理。

數制有三要素：基數、位權、復位和進位。復位和進位，我想不用我解釋，大家也是知道的，這個用在數字運算上，例如1 9滿十進一，十位上為1，個位上復位為0。多少進位，基數就是多少，例如十六進位的基數就是16。權，在數制裡面它指的是位值。我們在學物理的時候，很多時候都會提到單位時間、單位面積等等的單位值，數制中的權我們也可以這樣理解，權就是每一個數位上的單位值，例如十進位中個位、十位、百位、千位，千位的單位值是1000，即103，這個1000就是權，顯然，一個數碼，它的權越大，該數碼就越大。

為了方便區分一個數是什麼進位，有時候我們需要在前面加一個字母，例如1001這個數，我們可以說這是一千零一，也可以說是9，但是如果給一個數B1001，那麼我們就不能說它是一千零一了，因為全面的字母B就代表了這個數是二進位數。

這些字母其實就是各個進位英文單詞的首字母，例如D指十進位，H指的是十六進位。中英日韓文等可以互相翻譯，同樣的，幾種不同進位數之間也是可以互相轉換的。比較簡單的是把其他數制轉換為十進位，例如H36這個十六進位數轉換為十進位，直接是3x161 6x160=54，即H36=D54。

有點難度的是把十進位數轉換為其他進位，李老師在課程中就講得比較詳細，例如在下圖中，把十進位數54轉換為二進位數，如下圖，分別除以2，從下到上取餘數，得出相對應的二進位數B110110。當然，如果想把十進位轉換為八進位，那就除以八，依次類推。

二進位轉換為十六進位，也比較簡單，直接把二進位數從低位按每4個數為一組，每組數轉換為十進位數，然後把各組所轉換的數組合起來，就是對應的十六進位數；反之，十六進位數轉換為二進位，直接把各個數碼轉換為4個數組成的二進位數，例如H31，其中1變為0001，3變為0011，那麼就可以得出H31=B00110001。八進位數作為中間數，可以先把它轉換為二進位或十進位，再進行其他轉換。

數制學起來比較有意思的是各種數制之間的轉換，在自娛自樂的同時又可以讓自己更為熟練，當然，你們覺不覺得有趣，我就不得而知了。

二、碼制

在學習PLC之前，我以為編碼只是應用於計算機系統中的，例如我以前就學過微機的相關知識，學了李老師的課才發現，其實PLC也是一種工業電腦，所以，要學習PLC，也就要了解一下編碼的知識。

我又諮詢了一些（一位）大神，在學習PLC時，其實對碼制知識的要求沒有很高，數制的知識比碼制的知識更為重要一些，所以關於碼制，我也就簡單過一下。在PLC中比較常用的是8421BCD碼、格雷碼和ASCLL碼。

編碼是指用一組n位的二進位數碼來表示各種數據、字母符號、文字和控制信息等。這是因為計算機在處理數據時其本質就是處理二進位數碼，為了和計算機交流，我們把各種數據信息用統一的編碼方式表示為二進位數，然後給計算機識別。

1、8421BCD碼

8421BCD碼是十進位代碼中最常用的一種，用四位二進位碼表示十進位數的0~9。在這種編碼方式中，四位二進位數中的每個1都代表一個固定的數值，從高位到低位分別是8、4、2、1，例如0101，指的是0x8 1x4 0x2 1x1=4 1=5，即0101 BCD=D5；又如D36=0011 0110 BCD。

那麼，怎麼快速地確定各個十進位數的對應BCD碼是什麼呢？例如D7，我們這樣做，上圖所示，7用8、4、2、1中的哪幾個數可以相加得到，顯然是4 2 1=7，對應BCD碼就是後三個數要為1，即D7=0111 BCD。

2、格雷碼

格雷碼又稱循環碼，在格雷碼中，每一位的狀態都按一定的順序循環。如下圖所示，在格雷碼中，從右到左，如果從0000開始，最右邊一位的狀態是按0110順序循環變化，右邊第二位按00111100順序循環變化……依此類推，每左移一位，循環變化的0和1的數目就增加一倍。格雷碼最大的優點就是，相鄰兩個代碼之間只有一位發生變化，例如編號12的格雷碼與編號11、13格雷碼對應位，只有一個變化。

3、ASCLL碼

ASCLL碼也就是美國信息交換標準代碼，廣泛用於計算機和通信領域中。ASCLL碼是一組7位二進位代碼，共128個，包括表示0~9的十個代碼、大小寫字母的52個代碼、32個表示各種符號的代碼以及34個控制碼，而什麼字符對應什麼ASCLL碼，我們可以通過查它的編碼表，在這裡我就不列舉啦，大家感興趣的，可以自己上網查一下哦。

三、基本邏輯運算電路

在數字電路中，用1位二進位數碼的0和1表示一個事物的兩種不同邏輯狀態。例如可以用1和0表示門的開和關、電燈的亮和滅、人民幣的真和假等。所謂「邏輯」，是指事物間的因果關係，例如我花了兩百塊錢買了一門課，因就是我花了兩百塊，結果就是我得到了一門課。

邏輯運算就是按照某種因果關係進行推理運算，而邏輯運算的方法就是邏輯代數，其中邏輯代數中的三種基本運算有「與（AND）」、「或（OR）」、「非（NOT）」。

1、與邏輯運算

李老師在上課時舉了一個很形象的例子來解釋邏輯與。大概意思就是，某位員工要開報銷單，財務要求必須要兩位經理同時籤名才予報銷，在這裡，兩位經理同時籤名就邏輯與的關係，少一個籤名都不行。再如下圖的電路，只有兩個開關同時閉合，電燈才能亮，這種因果關係就稱為邏輯與。邏輯與的圖形符號和表達式如圖所示。