s高速脉冲计数器及PTO和PWM

高速脉冲计数器高速计数器专用输入高速计数器使用的输入HSC0 I0.0, I0.1, 0.2HSC1 I0.6, I0.7, I1.0, I1.1HSC2 I1.2, I1.3, I1.4, I1.5HSC3 I0.1HSC4 I0.3, I0.4, I0.5HSC5 I0.4有些高速计数器和边缘中断的输入点赋值存在某些重叠。

同一个输入不能用于两种不同的功能；但是高速计数器当前模式未使用的任何输入均可用于其他目的。

例如，如果在模式2中使用HSC0，模式2使用I0.0和I0.2，则I0.1可用于边缘中断或用于HSC3。

如果所用的HSC0模式不使用输入I0.1，则该输入可用于HSC3或边缘中断。

与此相似，如果所选的HSC0模式不使用I0.2，则该输入可用于边缘中断；如果所选HSC4模式不使用I0.4，则该输入可用于HSC5。

请注意HSC0的所有模式均使用I0.0，HSC4的所有模式均使用I0.3，因此当使用这些计数器时，这些输入点绝不会用于其他用途。

四台计数器有三个控制位，用于配置复原和起始输入的激活状态并选择1x或4x计数模式（仅限正交计数器）。

这些控制位位于各自计数器的控制字节内，只在执行HDEF指令时才使用。

执行HDEF指令之前，必须将这些控制位设为所需的状态，否则计数器采用所选计数器模式的默认配置。

复原输入和起始输入的默认设置为现用水平高，正交计数速率为4x（或4乘以输入时钟频率）。

一旦执行了HDEF指令，就不能再改变计数器设置，除非首先将CPU设为STOP（停止）模式。

下表复位和启动输入的有效电平以及1x/4x控制位**缺省设置为：复位输入和启动输入高电平有效，正交计数率为四倍速（四倍输入时钟频率）。

定义控制字节一旦定义了计数器和计数器模式，您就可以为计数器动态参数编程。

每台高速计数器均有一个控制字节，允许完成以下作业：* 启用或禁止计数器* 控制方向（仅限模式0、1和2）或初始化所有其他模式的计数方向* 载入当前值通过执行HSC指令可激活控制字节以及相关当前值和预设值检查。

下表说明每个控制位。

每台高速计数器都有一个32位初始值和一个32位预设值，初始值和预设值均为带符号的整数值。

欲向高速计数器载入新的初始值和预设值，您必须设置包含初始值和／或预设值的控制字节及特殊内存字节。

然后您必须执行HSC指令，将新数值传输至高速计数器。

下表说明用于包含新当前值和预设值的特殊内存字节。

除控制字节以及新预设值和当前值保持字节外，还可以使用数据类型HC （高速计数器当前值）加计数器号码（0、1、2、3、4或5）读取每台高速计数器的当前值。

因此，读取操作可直接存取当前值，但只有用上述HSC指令才能执行写入操作。

所指有定计中数断器模式都支持在HSC的当前值等于预设值时产生一个中断事件。

使用外部复位端的计数模式支持外部复位中断。

除去模式0、1和2之外，所有计数器模式支持计数方向改变中断。

每种中断条件都可以分别使能或者禁止。

要得到关于使用中断的更多信息，参见通讯和中断指令一节注：当使用外部复位中断时，不要写入初始值，或者是在该中断服务程序中禁止再允许高速计数器，否则会产生一个致命错误。

状态字节每个高速计数器都有一个状态字节，其中的状态存储位指出了当前计数方向，当前值是否大于或者等于预置值。

下表给出了每个高速计数器状态位的定义提示：只有在执行中断服务程序时，状态位才有效。

监视高速计数器状态的目的是使其它事件能够产生中断以完成更重要的操作。

HSC0到HSC5的状态位脉冲输出指令脉冲输出（PLS）指令被用于控制在高速输出（Q0.0和Q0.1）中提供的"脉冲串输出"（PTO）和"脉宽调制"（PWM）功能。

PTO提供方波（50%占空比）输出，配备周期和脉冲数用户控制功能。

PWM提供连续性变量占空比输出，配备周期和脉宽用户控制功能。

识别S7-200高速输出指令S7-200有两台PTO/PWM发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号信号波形。

一台发生器指定给数字输出点Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点Q0.1。

一个指定的特殊内存（SM）位置为每台发生器存储以下数据：一个控制字节（8位值）、一个脉冲计数值（一个不带符号的32位值）和一个周期和脉宽值（一个不带符号的16位值）。

PTO/PWM发生器和过程映像寄存器共用Q0.0和Q0.1。

PTO或PWM功能在Q0.0或Q0.1位置现用时，PTO/PWM发生器控制输出，并禁止输出点的正常使用。

输出信号波形不受过程映像寄存器状态、点强迫数值、执行立即输出指令的影响。

PTO/PWM发生器非现用时，输出控制转交给过程映像寄存器。

过程映像寄存器决定输出信号波形的初始和最终状态，使信号波形在高位或低位开始和结束。

注释●在启用PTO或PWM操作之前，将用于Q0.0和Q0.1的过程映像寄存器设为0。

●所有的控制位、周期、脉宽和脉冲计数值的默认值均为0●PTO/PWM输出必须至少有10%的额定负载，才能提供陡直的上升沿和下降沿。

每台PTO/PWM发生器有一个控制字节（8位），一个周期值和脉宽值（不带符号的16位值）和一个脉冲计值（不带符号的32位值）。

这些值全部存储在特殊内存（SM）区域的指定位置。

一旦设置这些特殊内存位的位置，选择所需的操作后，执行脉冲输出指令（PLS）即启动操作。

该指令使S7-200读取SM位置，并为PTO/PWM发生器编程。

通过修改SM区域中（包括控制字节）要求的位置，您可以更改PTO或PWM 的信号波形特征，然后执行PLS指令。

您可以在任意时间向控制字节（SM67.7或SM77.7）的PTO/PWM启用位写入零，禁用PTO或PWM信号波形的生成，然后执行PLS指令。

脉冲串操作（PTO）PTO按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波（占空比50％）。

（见右图）PTO可以产生单段脉冲串或者多段串（使用脉冲包络）。

可以指定脉冲数和周期（以微秒或毫秒为增加量）:- 脉冲个数： 1到4，294，967，295- 周期： 10μs到 65,535μs或者2ms 到 65,535ms。

如果为周期指定一个奇微秒数或毫秒数（例75ms ）将会引起占空比失真下表中是对计数和周期的限定。

PTO功能的脉冲个数及周期PTO功能允许脉冲串“链接”或者“排队”。

当当前脉冲串输出完成时，会立即开始输出一个新的脉冲串。

这保证了多个输出脉冲串之间的连续性。

PTO脉管冲的单段管线在单段线串模式，需要为下一个脉冲串更新特殊寄存器。

一旦启动了起始PTO段，就必须按照第二个波形的要求改变特殊寄存器，并再次执行PLS指令。

第二个脉冲串的属性在管线中一直保持到第一个脉冲串发送完成。

在管线中一次只能存储一段脉冲串的属性。

当第一个脉冲串发送完成时，接着输出第二个波形，此时管线可以用于下一个新的脉冲串。

重复这个过程可以再次设定下一个脉冲串的特性。

除去以下两种情况之外，脉冲串之间可以作到平滑转换：时间基准发生了变化或者在利用PLS指令捕捉到新脉冲之前，启动的脉冲串已经完成。

如果您在管线已满时尝试载入，状态寄存器（SM66.6或SM76.6）中的PTO溢出位被设置。

进入RUN（运行）模式时，该位被初始化为0。

如果您希望探测随后出现的溢出，则必须在探测到溢出之后以手动方式清除该位。

PTO脉冲线串的多段管线在多段脉管模式， CPU自动从V存储器区的包络表中读出每个脉冲串的特性。

在该模式下，仅使用特殊存储器区的控制字节和状态字节。

选择多段操作，必须装入包络表在V存储器中的起始地址偏移量（SMW168或SMW178）。

时间基准可以选择微秒或者毫秒，但是，在包络表中的所有周期值必须使用同一个时间基准，而且在包络正在运行时不能改变。

执行PLS指令来启动多段操作。

每段记录的长度为8个字节，由16位周期值、16位周期增量值和32位脉冲个数值组成。

下表中给出了包络表的格式。

您可以通过编程的方式使脉冲的周期自动增减。

在周期增量处输入一个正值将增加周期；输入一个负值将减少周期；输入0将不改变周期。

如果您指定的周期增量在一定数量的脉冲后导致非法周期则会出现数学溢出条件。

PTO功能被终止，输出转换成映象寄存器控制。

此外，状态字节（SM66.4或SM76.4）中的增量计算错误位被设为一。

如果您以手动方式异常中止正在运行的PTO包络，状态字节（SM66.5或SM76.5）中的用户异常中止位则被设为一。

当PTO包络执行时，当前启动的段的编号保存在SMB166（或SMB176）。

多段PTO操作的包络表格式字节偏移量包络段数描述0 段数1到25511 ＃1 初始周期（2到65535时间基准单位）3 每个脉冲的周期增量（有符号值）（--32768到32767时间基准单位）5 脉冲数（1到）9 ＃2 初始周期（2到65535时间基准单位）11 每个脉冲的周期增量（有符号值）（--32768到32767时间基准单位）13 脉冲数（1到）（连续）＃3 （连续）1 输入0作为脉冲串的段数会产生一个非致命错误，将不产生PTO输出脉宽调制（PWM）PWM产生一个占空比变化周期固定的脉冲输出，（见下图）您可以以微秒或者毫秒为单位指定其周期和脉冲宽度：- 周期： 10μs到65,535μs或者2ms到65,535ms- 脉宽： 0μs到65,535μs或者0ms到65,535ms。

如下表所示，设定脉宽等于周期（使占空比为100％），输出连续接通。

设定脉宽等于0（使占空比为0％），输出断开。

脉宽、周期和PWM功能的执行结果。

有两个方法改变PWM波形的特性：- 同步更新：如果不需要改变时间基准，就可以进行同步更新。

利用同步更新，波形特性的变化发生在周期边沿，提供平滑转换。

- 异步更新：PWM的典型操作是当周期时间保持常数时变化脉冲宽度。

所以，不需要改变时间基准。

但是，如果需要改变PTO/PWM发生器的时间基准，就要使用异步更新。

异步更新会造成PTO/PWM功能被瞬时禁止，和PWM波形不同步。

这会引起被控设备的振动。

由于这个原因，建议采用PWM同步更新。

选择一个适合于所有周期时间的时间基准。

提示：控制字节中的PWM更新方式位（SM67.4或SM77.4）用于指定更新方式。

当PLS指令执行时变化生效。

如果改变了时间基准，会产生一个异步更新，而与PWM更新方式位的状态无关。

使用SM来配置和控制PTO/PWM操作PLS指令会从特殊存储器SM中读取数据，使程序按照其存储值控制PTO/PWM发生器。

SMB67控制PTO0或者PWM0，SMB77控制PTO1或者PWM1。

下表对用于控制PTO/PWM操作的存储器给出了描述。

您可以使用PTO/PWM控制字节参考表作为一个快速参考，用其中的数值作为PTO/PWM控制寄存器的值来实现需要的操作。