6AV2123-2MA03-0AX0技术参数

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指令周期的基本概念

（1）指令周期

CPU取出一条指令并执行该指令所需的时间称为指令周期。

指令周期的长短与指令的复杂程度有关。

（2）CPU周期

指令周期常常用若干个CPU周期数来表示。

由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此通常用从主存读取一条指令的较短时间来规定CPU周期。

CPU周期也称为机器周期。

（3）时钟周期

一个CPU周期包含有若干个时钟周期。

时钟周期是处理操作的较基本时间单位，由机器的主频决定。

一个CPU周期的时间宽度由若干个时钟周期的总和决定。

图3-5为采用定长CPU周期的指令周期示意图。

（4）取出和执行任何一条指令所需的较短时间为两个CPU周期。

任何一条指令，它的指令周期至少需要两个CPU周期，而复杂指令的指令周期则需要更多的CPU周期。这是因为，一条指令的取出阶段需要一个CPU周期时间，而一条指令的执行阶段则需要至少一个CPU周期时间。由于不同复杂度指令的执行周期所需的CPU周期数不尽相等，因此，各种指令的指令周期也是不尽相同的。

用指令流程图表示指令周期

在进行计算机设计时，可以像画程序流程图那样，采用指令流程图来表示一条指令的指令周期。

在指令流程图中，

方框：代表一个操作步骤，方框中的内容表示数据通路的操作或某种控制操作。

菱形框：通常用来表示某种判别或测试，其动作依附于它的一个方框。

公操作符号“～”：表示一条指令已经执行完毕，转入公操作。所谓公操作，就是一条指令执行完毕后，CPU所开始进行的一些操作，这些操作主要是CPU对外设请求的处理。如果外设没有向CPU请求交换数据，那么CPU又转向主存取下一条指令。

时序信号

在计算机高速运行的过程中，计算机内各部件的每一个动作都必须严格遵守时间规定，不能有任何差错。

计算机内各部件的协调动作需要时间标志，而时间标志则是用时序信号来体现的。

计算机各部分工作所需的时序信号，在CPU中统一由时序发生器来产生。

时序发生器

CPU中的时序信号发生器，其功能是用逻辑电路来发出时序信号，实现时序控制，使计算机可以准确、迅速、有条不紊地工作。

时序信号发生器是产生指令周期控制时序信号的部件，当CPU开始取指令并执行指令时，操作控制器利用时序信号发生器产生的定时脉冲的顺序和不同的脉冲间隔，提供计算机各部分工作时所需的各种微操作定时控制信号，有条理、有节奏地指挥机器各个部件按规定时间动作。

从操作控制器设计方法而言，组合逻辑控制器的时序电路比较复杂，而微程序控制器的时序电路则比较简单。

控制方式

控制器控制一条指令运行的过程是依次执行一个确定的操作序列的过程。

为了使机器能够正确执行指令，控制器必须能够按正确的时序产生操作控制信号。

控制不同操作序列的时序信号的方法，称为控制器的控制方式。

控制方式通常分为三种：同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式，其实质反映了时序信号的定时方式。

1、同步控制方式

同步控制方式是指操作序列中每一步操作的执行，都由确定的具有基准时标的时序信号来控制，其特点是系统有一个统一的时钟，所有的控制信号均来自这个统一的时钟信号。

在同步控制方式中，在任何情况下，给定的指令在执行时所需的CPU周期数和时钟周期数都是固定不变的。

同步控制方式有时又称为固定时序控制方式或无应答控制方式。

根据不同情况，同步控制方式可选取以下几种方案：

采用完全统一的机器周期执行各种不同的指令。显然，对简单指令和简单的操作而言，这将造成时间上的浪费。

采用不定长机器周期。将大多数操作安排在一个较短的机器周期内完成，而对于某些时间紧张的操作，则采取延长机器周期的办法来加以解决。

中央控制与局部控制结合。将大部分指令安排在固定的机器周期完成（称为中央控制），而对于少数复杂指令（乘、除、浮点运算）则采用另外的时序进行定时（称为局部控制）。

同步控制方式设计简单，操作控制容易实现。

2.异步控制方式

异步控制方式是一种按每条指令、每个操作的实际需要而占用时间的控制方式，不同指令所占用的时间完全根据需要来决定。

在异步控制方式中，每条指令的指令周期既可由数量不等的机器周期数组成，也可由执行部件完成CPU要求的操作后发回控制器的应答信号来决定。也就是说，CPU访问的每个操作控制信号的时间由其需要占用的时间来决定，每条指令、每个操作控制信号需要多少时间就占用多少时间。

显然，用这种方式形成的操作控制序列没有固定的CPU周期数和严格的时钟周期与之同步，所以称为异步方式。

异步控制方式有时又称为可变时序控制方式或应答控制方式。

在异步控制方式下，指令的运行效率高，但控制线路的硬件实现比较复杂。

异步控制方式在计算机中得到了广泛的应用。例如CPU对主存的读写、I/O设备与主存的数据交换等一般都采用异步控制方式，以保执行时的高速度。

3.联合控制方式

现代计算机系统中一般采用的方式是同步控制和异步控制相结合的方式，即联合控制方式。

联合控制方式的设计思想是：在功能部件内部采用同步控制方式，而在功能部件之间采用异步控制方式，并且在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制方式。

联合控制方式通常选取以下两种方案：

大部分操作序列安排在固定的机器周期中，对某些时间难以确定的操作则以执行部件的应答信号作为本次操作的结束；

机器周期的时钟周期数固定，但是各条指令周期的机器周期数不固定

CMC-S系列软起动器不但可以通过RS485与上位机通讯，而且可以通过CMC-S系列软起动器桥接模块（Profibus）与主站（如：PLC）通讯。

1． CMC-S系列软起动器与多机、上位机通讯

当需要将LCD液晶中文显示操作面板外引出时，可使用LED数码显示器进行状态显示。

当软起动器在应用时需要多机通信及与上位机通讯（RS485）时，LCD中文显示操作面板不能在机器上使用，若在上述应用状况下，使用者需要在软起动器上监视运行状况，则可选用下列附件。

注意：通讯配线较好不要**过2m否则无法保证正常通讯.

1．1  LED数码显示面板操作

显示：LED只显示一行4位数字或代码，软起动器运行时显示平均电流，当准备运行及有故障产生时显示停止代码或故障代码。

TOP：软起动/软停止或运行状态指示。

M2 ：**套、*二套参数参与控制指示。

A  ： 显示数据单位安培。

RUN运行键：机器开始软起动（当设置为LED控制时）。

注意：需将端子排X1的4、5端子短接。

STOP停止键：机器停止（当设置为LED控制时）。

C    复位键：故障排除后故障复位。

1．2  LED代码显示及状态指示

指示灯状态说明：

○----------指示灯亮  ⊙----------指示灯闪烁  ●----------指示灯灭

注：用户需要进行组网实现上位机通讯控制时，采用RS485通讯，有关通讯联网的上位机操作软件及通讯协议请与我公司联系。

2． CMC-S软起动器桥接模块（Profibus）

PQ20-Z30YF2是具有PROFIBUS-DP通信功能的模块，它实现了CMC-S系列软起动器与主站（如：PLC）的通讯，完成通讯协议的转换。其实现的主要功能如下：

1) 支持完整的PROFIBUS-DP协议；

2）总线较大传输速率12Mbit/s，波特率自适应；

3）支持同步和冻结模式；

4）输入输出各5字节；

5）隔离的PROFIBUS接口；

6）可选从站地址3～126；

7）采用串行总线RS485和CMC-S软起动器连接；

8）利用CMC-S软起动器通信协议，实现了对软起动器的监控