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命令検討

 
　ラダー図で記述された回路情報を、PLCで実行するために
　命令を利用して入力します。

　ラダー図の情報を命令に変換するアプリケーションを作成
　すればよいのですが、それは後にします。

　基本となる命令は、論理演算（論理積、論理和、反転）と
　リレーコイルの出力に限定します。
　カウンタやタイマーも必要ですが、基本命令の動作確認が
　とれてからとします。

　PLCの入力には、Ａ接点、Ｂ接点が接続されます。
　接点情報は、１か０の論理値で表現します。

　Ａ接点は、通常０でボタンを押すと１になります。
　Ｂ接点は、通常１でボタンを押すと０になります。

　この２接点の状態を入力できるように命令を定義します。

　命令だけでは、どの接点であるとか出力の情報が不明です。
　そこで、マイコンの中にあるメモリの指定ビット番号で対応
　をとります。
　ANDB、ORB、ENDには、指定ビット番号の情報は不要です。
　フォーマットは、次のようにします。




ビット番号とメモリサイズ

　命令の中には、ビット番号とパラメータを
　必要とするものがあります。

　ビット番号を０〜２５５の２５６とします。
　８ビットマイコンのレジスタ幅が、１バイトで
　あっても扱える範囲とします。

　２５６ビットは、バイトで換算すると32バイト
　になるので、配列で次のように領域を確保します。

    #define MSIZE 32
    unsigned char memory[MSIZE] ;

　マイコンによっては、32バイトを確保できない
　場合もありえます。その時は、MSIZEの値を小さく
　して調整します。

　ビット番号は、０〜２５５の８ビットで指定するので
　１命令は８ビットよりも大きくなります。
　切りのよいところで、１命令を16ビットで表現します。




カウンタ番号とメモリ

　命令の中には、カウンタ番号とパラメータを
　必要とするものがあります。

　カウンタ番号は、０〜15とします。

　カウンタには、カウンタとタイマーカウンタがあります。
　カウンタのビットサイズは、８ビットとします。

    #define CSIZE 16
    unsigned char counter[CSIZE] ;

　タイマーカウンタは、10msのものと100msの２種類
　利用できるようにします。
　０から７は10msタイマー、８から15は100msタイマー
　とします。

    #define CTSIZE 8
    unsigned char t000cnt[CTSIZE] ;
    unsigned char t100cnt[CTSIZE] ;




命令フォーマット

　ラダー図で記述された回路情報は、命令としてEEPROMに
　保存します。

　１命令＝16ビットとしたので、16ビットの内部フォーマット
　を仕様としてまとめます。

　16ビットの下位８ビットをビット番号指定に利用します。
　上位８ビットは、命令を上位ニブルに格納します。
　下位ニブルは、タイマー、カウンタ命令を拡張するために
　残しておきます。

　各命令と16ビットの内容は、次のようにします。
　（bは、１か０を表わすことにします。）

　EEPROMへの格納は、ビックエンディアンとします。

　アドレスが小さい１バイトに、命令コードを含んだ８ビットを格納。
　アドレスが大きい１バイトに、ビット番号かパラメータを格納。




ラダー行数とEEPROMサイズ

　ラダーの１行を、１命令＝16ビットで表現する仕様
　としたので、EEPROMサイズで格納可能できる行数が
　決まります。

　最近は、128kバイトの容量をもつシリアルEEPROMも、
　ワンコイン￥５００以内で入手できるので、64x1024行
　程度まで対応できます。
　人間が管理できる上限行数は、1000行程度でしょう。
　1024行として、EEPROMのサイズは2048バイトです。

　最大1024行まで、ラダー図で表現できるとします。




関数定義

　ラダーの１行を、１命令＝16ビットで表現する仕様を
　確定したので、関連する関数を定義します。

　ファームウエアの雛形で、利用関数は別途定義とした
　ので、EERPOMに関係する関数を定義します。

get_adr
　シリアル受信バッファから、EEPROMアドレスを取得します。
　EEPROMのアドレスは、０〜1023行まで指定できる仕様にした
　ので、16ビットの値を返します。
    typedef unsigned short UWORD ;

    UWORD get_adr(void)
    {
      return 0 ;
    }

　受信バッファrbufが配列で確保されているとします。
　受信バッファには、1文字コマンド、パラメータの順で
　データが格納されているとします。

　受信バッファに格納されている１文字は、英数字なので
　数値に変換しなければなりません。
　この変換関数が、get_hexで定義済みと仮定します。
    typedef unsigned short UWORD ;

    UWORD get_adr(void)
    {
      UWORD result ;
      /* get first byte */
      result = get_hex( *(rbuf+1) );
      /* get second byte */
      result = (result << 4) | get_hex( *(rbuf+2) );
      /* get third byte */
      result = (result << 4) | get_hex( *(rbuf+3) );
      /* get fourth byte */
      result = (result << 4) | get_hex( *(rbuf+4) );

      return result ;
    }

get_dat
　シリアル受信バッファから、EEPROMデータを取得します。
　EEPROMのデータは、２バイトとしたので、16ビットの値を
　返します。
    typedef unsigned short UWORD ;

    UWORD get_dat(void)
    {
      return 0 ;
    }

　受信バッファrbufには、アドレス、データと続けて
　確保されているとします。

　受信バッファに格納されている１文字は、英数字
　なので数値に変換します。
    typedef unsigned short UWORD ;

    UWORD get_dat(void)
    {
      UWORD result ;
      /* get first byte */
      result = get_hex( *(rbuf+5) );
      /* get second byte */
      result = (result << 4) | get_hex( *(rbuf+6) );
      /* get third byte */
      result = (result << 4) | get_hex( *(rbuf+7) );
      /* get fourth byte */
      result = (result << 4) | get_hex( *(rbuf+8) );

      return result ;
    }

put_dat_eeprom
　アドレスとデータをパラメータとして、EEPROMに
　２バイトのデータを保存します。
　アドレス、データとも16ビットなので、次のように
　定義します。
    typedef unsigned char  UBYTE ;
    typedef unsigned short UWORD ;

    void put_dat_eeprom(UWORD adr,UWORD dat)
    {

    }

　指定アドレスには、16ビットの上位を
　指定アドレス＋１には、下位を格納します。
　１バイトの格納用関数write_eepromは定義
　済みと仮定します。

    void put_dat_eeprom(UWORD adr,UWORD dat)
    {
      UBYTE dhl ;
      /* get upper byte */
      dhl = (UBYTE)(dat >> 8) ;
      /* store upper byte */
      write_eeprom( adr , dhl ) ;
      /* get lower byte */
      dhl = (UBYTE)(dat & 0xff) ;
      /* store lowerr byte */
      write_eeprom( adr+1 , dhl ) ;
    }

get_hex
　16進数字を16進数値に変換します。
    typedef unsigned char UBYTE ;

    UBYTE get_hex(UBYTE x)
    {
      return 0 ;
    }

  '0'〜'9'、'A'〜'F'、'a'〜'f'を0〜9、10〜15、10〜15
　に変換します。
    typedef unsigned char UBYTE ;

    UBYTE get_hex(UBYTE x)
    {
      UBYTE result ;
      /* default */
      result = 0 ;
      /* '0' -- '9' */
      if ( '0' <= x && x <= '9' ) { result = x - '0' ; }
      /* 'A' -- 'F' */
      if ( 'A' <= x && x <= 'F' ) { result = x - 'A' + 10 ; }
      /* 'a' -- 'f' */
      if ( 'a' <= x && x <= 'f' ) { result = x - 'a' + 10 ; }
      return result ;
    }
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