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  • 编程语言结构图

    2010-09-23 12:22:57
    编程语言就是这么个样子的!还要讨论什么是“排名战”么?  

    编程语言就是这么个样子的!还要讨论什么是“排名战”么?

     

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  • C中的邻接列表:邻接列出了使用C编程语言编写的数据结构
  • 在前述文章中我们介绍了变量、数据类型、运算符以及表达式这些都是在编程语言中必不可少的组成元素,那么我们的程序逻辑是如何去实现的呢?这就用到了我们在接下来的文章中介绍到的三种基本结构:顺序结构,分支结构...

    在前述文章中我们介绍了变量、数据类型、运算符以及表达式这些都是在编程语言中必不可少的组成元素,那么我们的程序逻辑是如何去实现的呢?这就用到了我们在接下来的文章中介绍到的三种基本结构:顺序结构,分支结构,循环结构。

    6f2319c3cb4fa27b554efa48c99fdf22.png此图来源网络侵权必删

    顺序结构相对容易理解,我们不在介绍,这篇文章主要介绍一下分支结构。

    什么是分支结构

    程序可以在循环过程中,根据不同的条件运行不同的语句。

    -当条件满足时运行某些语句;当条件不满足时则不运行这些语句——if结构

    -当条件满足时运行某些语句,当条件不满足时运行另一些语句——if...else结构

    if语句

    if语句的执行逻辑

    如下图所示,当条件满足时,执行语句块,然后执行if语句下面的语句,否则跳过语句块,直接执行if语句下面的语句。

    c286fde1b7767f7823ffab9bb4238f99.png

    如上图所示,if语句用于处理分支结构:

    如果商品总价大于等于500,打8折

    ......

    double totalPrice=......;

    if ( totalPricel>=500){

    totaPrice =totalPrice*0.8

    }

    ......

    当if语句块中只有一条语句时“{}”可以省略,但当将来代码发生变更时很容易产生错误,因此即便只有一条语句,也不要省略“{}”。

    if-else语句

    if-else语句的执行逻辑:

    1、执行语句0;

    2、判断if逻辑表达式的值:

    若值为true,则执行语句块1;

    若值为false,则执行语句块2;

    3执行语句3;

    if-else语句流程图:

    3feb5f1b4e79e9285197835573b2b887.png请点击输入

    else-if语句(if-else语句的嵌套)

    当程序的分支结构大于2时,可以用if-else嵌套的方式解决,即:else语句块中又包含if语句(或if-else语句)。流程图如下(以判断分数等级为例):

    9a838d6493af116806674b19ab926e6b.png

    事实上,else if结构就是if-else嵌套的简便写法。

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    switch-case语句执行逻辑

    switch-case语句是一种特殊的分支结构,可以根据一个整数表达式的不同取值,从不同的程序入口开始执行。switch-case流程图如下:

    77c20d983969faca0f95989c0625bdae.png

    switch-case和break的联合使用。

    通常case1、case2、...caseN对应完全不同的操作,可以喝break语句配合使用,执行完相应语句后即退出switch块,不继续执行下面的语句。

    1a671da26ccd14fa1751702deff1b814.png

    switch-case的优势:

    -switch-case常常和break语句结合使用实现分支的功能。

    -switch-case在实现分支功能时和if-else的主要区别在于switch-case结构的效率要高,结构更清晰。

    -从JDK7.0开始,switch-case支持字符串的表达式。

    今天的文章中介绍了分支结构中的if语句、if-else(else-if)语句以及switch-case语句。在程序逻辑结构中还用到了循环结构,在下一篇文章中,将介绍循环结构的知识点。希望大家在阅读的过程中不吝赐教,发现问题欢迎在评论中提出您的宝贵意见,让我们共同进步。

    f3ee4b9e11cd3ae21130c1417e11ef5b.png此图片来源网络侵权必删

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  • 在可编程控制器plc中有多种程序设计语言,它们是梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言结构化语句描述语言等。梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言,它通常由一系列指令组成,用这些...

    在可编程控制器plc中有多种程序设计语言,它们是形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等

    317197a7600c68e120865909ba2601cf.png

    梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言,它通常由一系列指令组成,用这些指令可以完成大多数简单的控制功能,例如,代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等,通过扩展或增强指令集,它们也能执行其它的基本操作。

    功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言,它可根据需要去执行更有效的操作,例如,模拟量的控制,数据的操纵,报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。功能模块图语言采用功能模块图的形式,通过软连接的方式完成所要求的控制功能,它不仅在可编程序控制器中得到了广泛的应用,在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用,由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点,为广大工程设计和应用人员所喜爱。

    根据可编程器应用范围,程序设计语言可以组合使用,常用的程序设计语言是:

    梯形图程序设计语言
    布尔助记符程序设计语言(语句表)
    功能表图程序设计语言
    功能模块图程序设计语言
    结构化语句描述程序设计语言
    梯形图与结构化语句描述程序设计语言
    布尔助记符与功能表图程序设计语言
    布尔助记符与结构化语句描述程序设计语言

    1、梯形图(Ladder Diagram)程序设计语言


    梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言,程序采用梯形图的形式描述。这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个因果关系。在梯级中,描述事件发生的条件表示在左面,事件发生的结果表示在后面。

    梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域,电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉,因此,由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎,并得到了广泛的应用。

    3a21ad844dbc27fd22fa85abe6ee52b7.png

    梯形图程序设计语言的特点是:


    (1)与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;
    (2)与原有继电器逻辑控制技术相一致,对电气技术人员来说,易于撑握和学习;
    (3)与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是,梯形图中的能流(Power FLow)不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,因此,应用时,需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待;
    (4)与布尔助记符程序设计语言有一一对应关系,便于相互的转换和程序的检查。

    2、布尔助记符(Boolean Mnemonic)程序设计语言

    布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。布尔助记符程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似,采用布尔助记符来表示操作功能。

    布尔助记符程序设计语言具有下列特点:

    (1)采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于撑握的特点;

    (2)在编程器的键盘上采用助记符表示,具有便于操作的特点,可在无计算机的场合进行编程设计;

    (3)与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本类同。

    3、功能表图(Sepuential Function Chart)程序设计语言

    (1)以功能为主线,条理清楚,便于对程序操作的理解和沟通;


    (2)对大型的程序,可分工设计,采用较为灵活的程序结构,可节省程序设计时间和调试时间;

    (3)常用于系统的规模校大,程序关系较复杂的场合;
    (4)只有在活动步的命令和操作被执行,对活动步后的转换进行扫描,因此,整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要大大缩短。

    功能表图来源于佩特利(Petri)网,由于它具有图形表达方式,能较简单和清楚地描述并发系统和复杂系统的所有现象,并能对系统中存有的象死锁、不安全等反常现象进行分析和建模,在模型的基础上能直接编程,所以,得到了文泛的应用。近几年推出的可编程控制器和小型集散控制系统中也已提供了采用功能表图描述语言进行编程的软件。关于佩特利(Petri)网的一些基本概念,我在以后有机会时再介绍给各位,以有助于对功能表图的进一步理解。

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    4、功能模块图(Function Block)程序设计语言

    功能模块图程序设计语言是采用功能模块来表示模块所具有的功能,不同的功能模块有不同的功能。它有若干个输入端和输出端,通过软连接的方式,分别连接到所需的其它端子,完成所需的控制运算或控制功能。功能模块可以分为不同的类型,在同一种类型中,也可能因功能参数的不同而使功能或应用范围有所差别,例如,输入端的数量、输入信号的类型等的不同使它的使用范围不同。由于采用软连接的方式进行功能模块之间及功能模块与外部端子的连接,因此控制方案的更改、信号连接的替换等操作可以很方便实现。

    功能模块图程序设计语言的特点是:


    (1)以功能模块为单位,从控制功能入手,使控制方案的分析和理解变得容易;
    (2)功能模块是用图形化的方法描述功能,它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态,有较好的易操作性;
    (3)对控制规模较大、控制关系较复录的系统,由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来,因此,编程和组态时间可以缩短,调试时间也能减少;
    (4)由于每种功能模块需要占用一定的程序内存,对功能模块的执行需要一定的执行时间,因此,这种设计语言在大中型可编程控制器和集散控制系统的编程和组态中才被采用。

    5、结构化语句(Structured Text)描述程序设计语言

    结构化语句描述程序设计语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种程序设计语言。它是一种类似于高级语言的程序设计语言。在大中型的可编程序控制器系统中,常采用结构化语句描述程序设计语言来描述控制系统中各个变量的关系。它也被用于集散控制系统的编程和组态。

    结构化语句描述程序设计语言采用计算机的描述语句来描述系统中各种变量之间的各种运算关系,完成所需的功能或操作。大多数制造厂商采用的语句描述程序设计语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等高级语言相类似,但为了应用方便,在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

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    结构化程序设计语言具有下列特点:

    (1)采用高级语言进行编程,可以完成较复杂的控制运算;
    (2)需要有一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧,对编程人员的技能要求较高,普通电气人员无法完成。

    (3)直观性和易操作性等性能较差;

    (4)常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制功能的实施。
    部分可编程序控制器的制造厂商为用户提供了简单的结构化程序设计语言,它与助记符程序设计语言相似,对程序的步数有一定的限制,同时,提供了与可编程序控制器间的接口或通信连接程序的编制方式,为用户的应用程序提供了扩展余地。

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    PLC 是一种工业控制计算机,其软件必然是通过编程语言来编辑的。

    目前 PLC 常用的编程语言有梯形图、指令语句表和顺序功能图。功能块图和结构文本高级语言则存在于某些PLC中。

    一、指令表(IL)

    指令语句表也叫助记符或列表,是基于字母符号的一种语言,类似于计算机的汇编语言。

    这种编程语言是用一系列操作指令组成的 语句表将控制流程描述出来,并通过编程器或者编程软件送到PLC中去,指令语句表是由若干条语句组成的程序,语句是程序的最小单元。一个操作功能是由一条或若干条语句来完成的。PLC的操作指令系统比计算机的汇编语言简单很多。但表达形式类似。也是由地址、操作码和操作数三部分组成,关于FX2N的具体操作指令待讲解程序编制时再作介绍。

    下图为—指令表程序(FX2N PLC)

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    若果把指令表的逻辑关系写成逻辑表达式则为:

    Y0=(X0+Y0)* X1

    不同品牌的PLC其指令表的形式是相同的,但是指令的符号表示,各编程元件表示则相差很大。

    指令表编程语言是最基本的程序设计语言。它具有容易记忆便于操作的特点,它可以用最简单的编程工具—手持编程器进行编程。它与其他语言多有一一对应的关系,而且,一些其他语言无法表达的程序用它都可以进行表达。它的缺点是阅读困难,其中的操作功能很难一眼看出,不便于工控人员之间进行交流和沟通

    早期,在编程软件普及前一般都是先用梯形图设计程序,然后再手工编译成指令表程序,最后用手持编程器将程序送入PLC。现在,编程软件已经普及,在编程软件上,我们只要编好梯形图程序,软件会自动编译成指令表程序。所以,我们今后重点是梯形图编程语言的学习和编程软件的操作。对指令表编程语言则不作进一步讲解。但是,PLC的各种操作指令的学习则是必不可少的编程基础。

    二、梯形图(LD)

    梯形图编程语言习惯上叫梯形图。其源自继电控制系统电气原理图的形式,也可以说,梯形图是在电气控制原理图上对常用的继电器,接触器等逻辑控制基础上简化了符号演变而来的,

    由于PLC在结构上,工作原理都和继电器控制系统截然不同,因而他们之间必定存在着许多差异。初学者可以通过继电器控制电路图切入梯形图,但一旦入了门,则必须完全离开继电控制电路图

    下图为根据指令表这一节中的指令表程序所画出的梯形图,其功能和指令表程序一样,但理解却容易多了,电工师傅们一看就知道,这是一个电动机起、保、停控制程序

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    和指令表编程语言一样,尽管都是梯形图,但各个厂家PLC对梯形图的画法还是有差别的。对最基本的逻辑控制指令差别并不大,但对功能指令(实现数据操作的指令)的表达上差别非常大。这也是为什么学习三菱PLC后再学习西门子S7-300/400,很多人感到不好学的原因之一。

    梯形图语言优点非常特出,形象、直观、易学、实用,电气人员容易接受,是目前所有PLC都具备的编程语言,也是用的最多的一种PLC编程语言。

    (未完待续,下一节内容为顺序功能图、功能快图、结构文本),电工小琦原创,未经授权不得转载,违者必究!

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