S7-300/400PLC用户程序使用的堆栈

    堆栈是CPU中的一块特殊存储区，它采用“先入后出”的规则存入和取出数据。堆栈最上面的存储单元称为栈顶，要保存的数据从栈顶压入堆栈时，栈中原有的数据依次向下移动一个位置，最下面一个存储单元的数据丢失。同理，在取出栈顶的一个数据后，栈中所有的数据依次向上移动一个位置。堆栈的这种“先入后出”的存取规则刚好满足块的调用要求，因此在程序设计中得到了普遍的应用。

    下面介绍STEP7中3种不同的堆栈。

    1．局域数据堆栈(L)

    局域数据堆栈用来存储块的局域数据区的临时变量、组织块的启动信息、块传递参数的信息和梯形图程序的中间结果，局域数据可以按位、字节、字和双字来存取，例如，LO.O、LB9、LW4和LD52。

    各逻辑块均有自己的局域变量表，局域变量仅在它被创建的逻辑块中有效。对组织块编程时，可以声明临时变量( TEMP)。临时变量仅在块被执行的时候使用，块执行完后将被别的数据覆盖。

    在首次访问局域数据堆栈时，应对局域数据初始化。每个组织块需要局域数据来存储它的启动信息。

   CPU分配给当前正在处理的块的临时变量（即局域数据）的存储器容量是有限的，这一存储区（即局域堆栈）的大小与CPU的型号有关。CPU给每一优先级分配了相同数量的局域数据区，这样可以保证不同优先级的组织块都有它们可以使用的局域数据空间。

图4-3中的FB1调用功能FC2，FC2的执行被组织块OB81中断，图中给出了局域数据堆栈中局域数据的存放情况。

 

图4-3  块堆栈与局域数据堆栈

    在局域数据堆栈中，并非所有的优先级都需要相同数量的存储区。通过在STEP 7设置参数，可以给S7-400 CPU和CPU318的每一优先级指定不同大小的局域数据区，其余的S7-300 CPU每一优先级的局域数据区的大小是固定的。

    2．块堆栈（B堆栈）

如果一个块的处理因为调用另外一个块而中止，或者被更高优先级的块中止，或者被错误的服务中止，CPU将在块堆栈中存储以下信息。

    ①被中断的块的类型(OB、FB、FC、SFB、SFC)，编号，优先级和返回地址。

    ②从共享数据块和背景数据块寄存器中获得的块被中断时，打开的共享数据块和背景数据块的编号（即块存储器共享数据块、背景数据块被中断前的内容）。

    ③局域数据堆栈的指针（被中断块的L堆栈地址）。

    利用这些数据，可以在中断它的任务处理完后恢复被中断的块的处理。在多重调用时，堆栈可以保存参与嵌套调用的几个块的信息。

   CPU处于STOP模式时，可以在STEP 7中显示块堆栈中保存的在进入STOP模式时没有处理完的所有的块，在块堆栈中，块按照它们被处理的顺序排列，如图4-3所示。

   STEP7中可使用的块堆栈大小是有限的，这与CPU的型号有关。

    3．中断堆栈（I堆栈）

    如果程序的执行被优先级更高的组织块中断，操作系统将保存下述寄存器的内容：当前累加器和地址寄存器的内容、数据块寄存器共享数据块和背景数据块的内容、局域数据的指针、状态字、MCR（主控继电器）寄存器和B块堆栈的指针。

    新的组织块执行完后，操作系统从中断堆栈中读取信息，从被中断块的被中断的地方开始继续执行程序。

   CPU在STOP模式时，可以在STEP 7中显示中断堆栈中保存的数据，用户可以由此找出使CPU进入STOP模式的原因。