140CRP31200

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中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。CPU從邏輯上可以劃分成3個模塊，分別是控制單元、運算單元和存儲單元，這三部分由CPU內部總線連接起來。

CPU模塊主要由微處理器(CPU芯片)和存儲器組成。在PLC控制系統中廠CPU模塊相當于人的大腦，它不斷地采集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統的輸出；存儲器用來儲存程序和數據。

控制單元：

控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據用戶預先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應該進行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應的部件發出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節拍脈沖發生器、控制矩陣、時鐘脈沖發生器、復位電路和啟停電路等控制邏輯。

運算單元：

是運算器的核心。可以執行算術運算(包括加減乘數等基本運算及其附加運算)和邏輯運算(包括移位、邏輯測試或兩個值比較)。相對控制單元而言，運算器接受控制單元的命令而進行動作，即運算單元所進行的全部操作都是由控制單元發出的控制信號來指揮的，所以它是執行部件。

存儲單元：

包括CPU片內緩存和寄存器組，是CPU中暫時存放數據的地方，里面保存著那些等待處理的數據，或已經處理過的數據，CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內存的時間短。采用寄存器，可以減少CPU訪問內存的次數，從而提高了CPU的工作速度。但因為受到芯片面積和集成度所限，寄存器組的容量不可能很大。寄存器組可分為寄存器和通用寄存器。寄存器的作用是固定的，分別寄存相應的數據。而通用寄存器用途并可由程序員規定其用途，通用寄存器的數目因微處理器而異

輸入(1nput)模塊和輸出(Output)模塊簡稱為I／O模塊，它們是系統的眼、耳、手、腳，是外部現場設備和CPU模塊的橋梁。

輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關量輸入模塊用來接收從按鈕；選擇開關、數字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等過來的開關量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發電機和各種變送器提供的連續變化的模擬量電流、電壓信號。

開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數字顯示裝置和報警裝置等輸出設備，模擬量輸出模塊月手來控制調節閥、變頻器等執行裝置。

CPU模塊的工作電壓一般是5V，而PLC的輸入／輸出信號電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使PLC不能正常工作。在I／O模塊中，用光耦合器、光電晶閘管、小型繼電器等器件來隔離PLC的內部電路和外部的I／O電路，I／O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉換與隔離的作用。

編程器用來生成用戶程序，并用它進行編輯、檢查、修改和監視用戶程序的執行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價格便宜，一般用來給小型PLC編程，或者用于現場調試和維護。

使用編程軟件可以在計算機的屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現不同編程語言的相互轉換。程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網絡，還可以實現遠程編程和傳送。

PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源。內部的開關電源為各模塊提供DC 5V，±12V，24V等直流電源。小型PLC一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器(如接近開關)提供24V直流電源，驅動PLC負載的直流電源一般由用戶提供。

終階段，寫回，以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果極常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。在其它案例中，運算結果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體。某些類型的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果資料。這些一般稱作“跳轉”(jumps)并在程式中帶來循環行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式。許多指令也會改變標志暫存器的狀態位元。這些標志可用來影響程式行為，緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如，以一個“比較”指令判斷兩個值的大小，根據比較結果在標志暫存器上設置一個數值。這個標志可藉由隨後的跳轉指令來決定程式動向。

  在執行指令并寫回結果資料之後，程式計數器的值會遞增，反覆整個過程，下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令，程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址，且程式繼續正常執行。許多復雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，并且同時執行。這個部分一般涉及“經典RISC管線”，那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制器

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