1.3 碼制

在PLC數(shù)據(jù)處理過程中，還會經(jīng)常用到各種代碼，比如二-十進(jìn)制（BCD）碼、美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼ASCII、格雷碼等。

圖1-4 十進(jìn)制數(shù)BCD碼的表示形式

1.BCD碼

BCD（Binary Code Decimal）碼系統(tǒng)提供了一種處理需要從PLC輸入或輸出大數(shù)字的便利方法。BCD碼是利用4位二制數(shù)來表示十進(jìn)制數(shù)0～9的方法。在BCD碼系統(tǒng)中，能夠通過4位數(shù)顯示的最大十進(jìn)制數(shù)為9。表示方法如圖1-4所示。

為了區(qū)分BCD碼和二進(jìn)制數(shù)的不同，要加括號并用下角標(biāo)“BCD”表示它是一個BCD碼，已不是原來意義上的“二進(jìn)制數(shù)”了。

例：86=（10000110）_BCD，可以把這個代表十進(jìn)制數(shù)86的BCD碼（10000110）_BCD記成十六進(jìn)制形式“86H”，此時的86H已不是原來意義上的十六進(jìn)制“數(shù)”了，而是十進(jìn)制數(shù)的86的BCD碼，就代表了十進(jìn)制數(shù)86。

在PLC控制中，PLC的指輪開關(guān)和LED顯示就是PLC設(shè)備利用BCD碼的應(yīng)用。

2.ASCII

ASCII（American standard code for information interchange）是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，是用7位二進(jìn)制數(shù)表示數(shù)字（阿拉伯?dāng)?shù)字0～9）、字母（26個大寫和26個小寫字母）、特殊字符（＠、＃、＄、％等）、控制字符（NUL、NUL、STX等）、運(yùn)算符號（+、－、×、÷等）等128個特殊字符表示的一種方法。ASCII見表1-2，表1-2中特殊控制功能字符解釋見表1-3。

從表1-2中，我們可以算出各個字符的ASCII，計(jì)算方法如圖1-5所示。如0的ASCII是“0”=30H，9的ASCII是“9”=39H，還有“A”=41H、…、“ENQ”=05H。我們敲鍵盤上的數(shù)字“0”鍵，輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的是ASCII的30H，存儲器中就存儲一個7bit或8bit的字，這個字可以用來表示字母、函數(shù)或表示由于按下特殊鍵所產(chǎn)生的控制信號數(shù)據(jù)。

在FX系列PLC產(chǎn)品通信時，數(shù)據(jù)交換是以ASCII的形式進(jìn)行的，還用于PLC的CPU與字母數(shù)字鍵盤及打印機(jī)的連接。

表1-2 ASCII（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）

圖1-5 ASCII計(jì)算方法

表1-3 表1-2中特殊控制功能的解釋

3.格雷碼

格雷碼是一種特殊的二進(jìn)制碼，沒有使用位加權(quán)。就是說，它的每一位都沒有一個確定的權(quán)值。通過格雷碼可以只改變一個位，就從一個數(shù)變?yōu)橄乱粋€數(shù)。在計(jì)數(shù)器電路容易混亂，但在編碼器電路中是非常標(biāo)準(zhǔn)的。例如，用絕對編碼器作為位置變送器，也可以用格雷碼來確定角位置。格雷碼和相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)比較見表1-4。

表1-4 格雷碼和相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)比較

從表中可看出，二進(jìn)制數(shù)制中，改變單一的“數(shù)”最多需要改變4位數(shù)字，而格雷碼只要改變一個位。例如。將二進(jìn)制數(shù)0111改變成1000（十進(jìn)制數(shù)7改變成8）需要改變所有4個數(shù)字。這種變化增加了在數(shù)字電路出錯的可能性。因此，格雷碼是一種錯誤最少的編碼。由于格雷碼每次變換只要改變一個位，所以格雷碼的轉(zhuǎn)變速度比其他碼，（比如BCD碼）的速度要快。

格雷碼適用于機(jī)器人運(yùn)動、機(jī)床和伺服傳動系統(tǒng)精確控制的位置編碼。圖1-6所示為利用4位格雷碼的光學(xué)編碼器來檢測角位置的變化。圖中，確定轉(zhuǎn)軸的位置是附在轉(zhuǎn)軸上的編碼器盤，編碼器盤輸出一個數(shù)字格雷碼信號；一組固定的光敏二極管用于檢測從編碼器的徑向一列單元的反射光。每個單元將輸出一個對應(yīng)于二進(jìn)制數(shù)1或0的電壓，取決于光的反射量。因此碼盤上的每一列單元將產(chǎn)生一個不同的4位字。

圖1-6 格雷碼在光學(xué)編碼器上應(yīng)用