基于Simulink模型的嵌入式代码生成

simulink生成c代码工作原理摘要：1.Simulink 简介2.Simulink 生成C 代码的基本原理3.Simulink 模型的组件4.Simulink C 代码生成的步骤5.代码生成器的作用6.代码生成的优化策略7.Simulink 生成C 代码的应用案例正文：Simulink 是MATLAB 的一个可视化仿真工具，它可以帮助用户设计和仿真复杂的系统。

Simulink 不仅可以进行仿真，还可以生成可执行的C 代码，使得用户可以在实际硬件上运行他们的模型。

本文将详细介绍Simulink 生成C 代码的工作原理。

首先，我们来了解一下Simulink 的基本原理。

Simulink 是一个基于图形的仿真环境，用户可以通过拖拽和连接各种组件来构建和仿真系统模型。

Simulink 模型的组件包括模块、信号线、文本编辑器等，这些组件可以帮助用户实现各种功能。

Simulink 生成C 代码的基本原理是将Simulink 模型转换为一种称为“计算图”的数据结构。

计算图是一种用于表示计算过程的图形化表示方法，它可以将Simulink 模型的各个组件以及它们之间的连接关系表示出来。

在生成C 代码的过程中，计算图充当了模型和代码之间的桥梁。

接下来，我们来看一下Simulink C 代码生成的具体步骤。

首先，Simulink 将模型转换为计算图。

然后，代码生成器会将计算图转换为C 代码。

在这个过程中，代码生成器会根据模型的结构和参数生成相应的C 代码。

最后，生成的C 代码会被编译器编译成可执行文件。

代码生成器在生成C 代码的过程中起着关键作用。

它不仅可以将计算图转换为C 代码，还可以对代码进行优化，以提高代码的执行效率。

代码生成器的优化策略包括变量重命名、常量折叠、循环展开等。

Simulink 生成C 代码的应用案例非常广泛。

例如，在自动驾驶领域，Simulink 可以用于仿真和测试自动驾驶算法。

通过生成C 代码，用户可以在实际硬件上运行他们的算法，从而实现自动驾驶功能。

从MatlabSimulink生成易读可重用代码从Matlab-Simulink生成易读可重用代码————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：从Matlab Simulink生成易读可重用代码by: 吴少风MATLAB提供从MATLAB代码或simulink模型生成C/C++代码的功能。

从MATLAB 2011b版开始，MA TLAB将代码生成Coder作为单独模块发布。

MATLAB每年更新两次，经过不断完善，新版本的Coder功能更强大。

用MATLAB生成C/C++代码具有MATLAB Coder、Simulink Coder、Embedded Coder三个功能模块，MA TLAB Coder从MA TLAB 代码生成代码，Simulink Coder从Simulink模型生成代码，Embedded Coder结合MATLAB Coder 和Simulink Coder，生成嵌入式代码。

利用代码生成功能，可以快速从模型生成可靠的代码，应用越来越广泛。

要生成易于阅读、重用性好的代码，必须进行详细设置。

文中内容以易读、可重用为目标，建立嵌入式代码生成的演示模型，了解Simulink代码生成相关工具，介绍详细设置步骤，最终生成容易阅读、可重用代码，供单处理器单任务实时嵌入式系统应用。

文中的方法为严格控制生成代码的个人总结。

以文档呈现，方便自己今后查看，也希望能为其他人提供一些方便。

1.简单示例本部分搭建一个简单的PI控制器模型，示范模型建立、设置、生成代码的详细步骤。

1)新建嵌入式代码生成模型，MA TLAB->simulink，New / Embedded Coder /Code Generation System。

不选择一般simulink模板，可减少模型配置参数的设置。

2)搭建如图1所示简易模型，保存文档，设置文件名。

Simulink代码⾃动⽣成（⼆）前⾯⼀篇介绍了Simulink代码⾃动⽣成的基本步骤，虽然⽣成了符合模型逻辑的代码，但有些部分还需要进⾏进⼀步优化才能更便于我们使⽤和代码的集成编译。

这⼀篇将从实⽤的⽬的作为出发点，将模型⽣成代码植到51单⽚机上，周期的点亮板⼦上的LED发光⼆极管。

在移植的过程中，我们在根据需求对之前模型进⾏优化Matlab版本：R2018B⼀、软件的设计思路上⼀篇中实现的计数器的模型，当计数使能时模型每运⾏⼀次计数器的值加1，当计数器达到设定⽬标值时，计数到达标志位置位。

如果我们将该计数模块放在10ms周期任务中运⾏，设置计数⽬标值为100，当计数到达标志位置位时刚好1s时间到。

我们可以以此为基础，使得LED发光⼆极管的状态每隔1s时间进⾏翻转⼀次。

计数模块输⼊使⽤了TarVal、InitVal、B_Init、B_Calc等变量，我们将这些变量在bsp_led.c模块中定义，bsp_led.c与⽣成代码TimerCnt.c之前的变量关系如下图所⽰：bsp_led.c是与底层有关，通过⼿写实现的。

其中实现了有两个函数，⼀个是bsp_led_initialize⽤于初始化时相关变量，另⼀个是bsp_led_10msTrg每10ms周期调⽤⼀次。

两个函数中的内容如下：void bsp_led_initialize(void){TarVal = 100;InitVal = 0;B_Init = 0;B_Calc = 1;}void bsp_led_10msTrg(void){if(B_En == 1){led = ~led;B_Init = 1;B_Calc = 0;}else{B_Init = 0;B_Calc = 1;}}bsp_led_initialize：设置计数器⽬标值、计数初始化设定值、使能计数bsp_led_10msTrg：检测计时时间到让LED状态翻转，初始化计数模块。

Simulink代码生成原理Simulink是一种基于模型的设计和仿真环境，可用于开发复杂的动态系统和控制算法。

Simulink提供了一个图形化界面，使用户能够使用块图模型来描述系统的行为。

Simulink代码生成是将Simulink模型转换为可执行的C或C++代码的过程。

在本文中，我们将详细介绍Simulink代码生成的基本原理。

1. 概述Simulink代码生成的基本原理是将Simulink模型转换为可执行的C或C++代码。

这个过程涉及到多个步骤，包括模型构建、模型配置、代码生成和代码优化等。

下面我们将详细介绍这些步骤。

2. 模型构建在Simulink中，模型是用块图表示的。

用户可以通过在Simulink库中选择合适的块来构建模型。

块图中的块表示系统中的各个组件，而连接线表示组件之间的数据流。

用户可以使用各种块来构建模型，包括输入输出块、算术运算块、逻辑运算块、状态变量块等。

用户还可以使用MATLAB函数块来添加自定义的MATLAB代码。

模型构建的过程是根据系统的需求和规范来选择合适的块，并将这些块按照逻辑关系连接起来。

用户可以通过拖拽和连接线的方式来构建模型。

在构建模型的过程中，用户可以使用Simulink的自动布局功能来优化模型的布局，以便更好地展示模型的结构和关系。

3. 模型配置在模型构建完成后，用户需要对模型进行配置，以指定生成代码的相关参数。

模型配置的过程包括选择目标硬件、设置模型参数、配置代码生成选项等。

3.1 选择目标硬件在模型配置的第一步，用户需要选择目标硬件。

目标硬件决定了生成的代码将在哪种硬件平台上运行。

Simulink支持多种目标硬件，包括通用的PC机、嵌入式系统、自动驾驶系统等。

用户可以根据实际需求选择合适的目标硬件。

3.2 设置模型参数在模型配置的第二步，用户需要设置模型的参数。

模型参数包括采样时间、模型输入输出等。

用户可以根据系统的实际需求设置这些参数。

例如，对于控制系统，用户可以设置控制器的采样时间，以控制系统的响应速度和稳定性。

对simulink建模开发和代码生成技术的理解在Simulink建模开发和代码生成技术方面，这是一个非常重要和值得探讨的主题。

Simulink是一种基于模块化建模的环境，可以用来进行多域系统建模、仿真和分析。

它是Matlab的一个重要扩展，可以帮助工程师和科学家快速设计和验证复杂系统。

Simulink还拥有强大的代码生成功能，可以将模型自动生成为可执行代码，方便实现嵌入式系统的开发和实现。

让我们来探讨Simulink建模开发技术。

在Simulink中，系统可以被建模为由各种不同的模块组成的模型。

这些模块可以代表系统的不同部分或功能模块，通过简单的拖拉拽和连接操作即可建立模型。

这种模块化的建模方法使得复杂系统的设计变得更加直观和高效，同时也方便了对系统的修改和调试。

另外，Simulink还支持多种不同领域的建模，包括控制系统、通信系统、数字信号处理等，使得工程师可以在一个统一的环境中完成多个领域的建模工作。

我们来讨论Simulink的代码生成技术。

Simulink可以将建立的模型自动生成为C、C++或者HDL等各种种类的可执行代码，这使得系统的实现变得更加容易和高效。

通过代码生成技术，我们可以将模型直接部署到嵌入式系统中，从而实现对系统的快速验证和实现。

Simulink的代码生成器还支持自定义代码生成选项，使得用户可以根据不同的硬件评台和实时性能要求进行定制化的代码生成优化，从而更好地满足实际应用的需求。

在个人看来，Simulink建模开发和代码生成技术的结合，为工程师提供了一个非常强大和全面的工具，可以帮助他们在系统设计、验证和实现过程中取得更好的效果。

相比传统的手工编程方法，Simulink的模块化建模和自动生成代码的特性，大大提高了系统开发的效率和质量，同时也降低了系统开发的难度和风险。

我认为Simulink建模开发和代码生成技术在工程实践中具有非常重要的意义，值得更多的工程师和科学家去深入学习和应用。

本操作步骤依据的是NXP-FRDM-K64F。

一、首先要安装对应板子的硬件支持包，具体步骤如下：
1.启动MATLAB
2.找到主页的“附加功能”，如图1
图1
3.在附加功能的下拉菜单中选择最后一个“获取硬件支持包”，如图2
图2
4.然后在搜索框内打字“FRDM-K64F”搜索，之后会出现对应的硬件支持包，如图3
图3
5.点开之后下载安装即可，如图4（安装完成后“安装”按钮会变为“管理”），如图4
图4
6.安装过程会出现一个对话框，每完成一项会有标志，等待一会即可。

二、代码生成
1.首先打开simulink，打开library browser，如图5
图5
2.在目录检索中会找到NXP FRDM-K64F 库，如图6
图6
3.进行编程，我这里举一个简单的例子，点亮一个灯。

只需简单拖动模块更改参数即可。

如图7
图7
4. 接下来可以参考网址
https:///help/supportpkg/freescalefrdmk64fboard/examples/gettin
g-started-with-simulink-coder-support-package-for-nxp-frdm-k64f-board.html 至此，一个简单的代码生成结束了。

MBD指南性文件（全网独一份）基于模型设计的自动代码生成操作指南 MBD：基于模型的设计一、概述MBD是一种软件开发流程，Simulink建立的模型从早期验证，代码生成到后期的SIL/PIL等提供了全流程的快速开发工具链和品质保障措施。

不仅通过仿真可以进行早期设计的验证，还可以生成C，C++等代码直接应用于PC、MCU等平台，在嵌入式软件开发中发挥着重要作用。

本文将以Simulink模型生成嵌入式C代码为主体详细分析代码生成的应用技巧，并重点讲解代码生成过程的参数配置及优化。

二、适用范围本指南适用于汽车电装品及辅助测具的软件开发及维护，也适用于基于MATLAB/SImulink生成或者转换的软件开发。

三、缩写及定义3.1 缩写缩写 全名MBD Model Based DesignMIL Model in the loopSIL Software in the loop3.2 定义四、代码生成Simulink的 Coder generation工具箱提供了将模型转换为可优化的嵌入式C代码的功能。

Configuration Parameter工具可以对代码生成方法、格式等约束条件进行配置，从而使生成的代码具有高质量,高可读性,高优化的特点 在生成嵌入式代码时,至少需要完成三部分的配置：模型解算器，模型的系统文件目标，硬件实现规定。

4.1解算器打开 Simulink模型,进入 Configuration Parameter(快捷键Cml+E)对话框，如下图所示,选定 Solver：●必须设置项:①解算器类型:选择固定点解算器( Fixed-step)；②解算器算法:选择离散方法( dis c rete)；注:固定点解算器提供了多种算法,目前引用的嵌入式系统是非连续的（no c ontinuous states)。

③解算器步长：依据底层调度周期；注:解算器步长为整个模型提供了一个基础采样频率,被称为基采样率。

MarlabSimulink(2014a)生成C++代码，并用VC2010生成dll供VBA或VB调用使用说明一、过程概述1、使用VC2010生成.dll文件，测试VC程序是否正常2、使用VBA调用VC2010生成的.dll文件，测试.dll文件调用的VBA代码是否正常，这里使用Excel VBA主要是为了以后输入输出数据更方便。

3、使用MatlabSimulink模型编译成c++文件。

4、VC2010集成MatlabSimulink生成的c++代码，验证在VC2010环境下能正常运行。

5、VC2010将生成的程序编译成.dll文件，以便于VB调用6、使用步骤1,2验证MatlabSimulink生成的代码二、具体实施过程描述1、使用VC2010生成.dll文件1.1工程建立首先打开VS 2010--> 新建工程 --> Win32 --> Win32项目 --> 输入工程名称(MakeDll)，选择好保存工程的路径-->确定。

在弹出的“应用程序设置”--> "应用成程序型" --> 选择 "DLL(D)" --> 附加选项-> 选择"空项目(E)" ---->点击"完成"进入项目工作窗口1.2开始创建DLL第一步：在头"解决方案资源管理器" --> 头文件 --> 右键 -->添加新建项---→选择"头文件(.h)" -->输入文件名称(max) --> 点击“添加(A)”，完成max.h文件的添加。

max.h头文件中的代码为：1. #ifndef _MAX_H2. #define _MAX_H_3. __declspec(dllexport) int __stdcall fmax(int a,int b);4. #endif代码说明：__declspec(dllexport) 的作用是指定导出该函数为DLL函数；__stdcall是函数调用约定,表示该DLL函数被C/C++以外的语言调用;备注：使用时需要根据实际定义的主函数返回值类型和函数名称修改低3行红色而自体标记部分内容。

simulink模型生成代码详解Simulink是一种面向模块化、图形化的仿真设计工具，可用于开发控制系统、信号处理系统等。

在使用Simulink进行仿真与设计时，我们通常会使用Simulink模型进行建模。

Simulink提供了多种方法来对模型进行描述、仿真及代码生成等操作。

在Simulink中，我们可以使用多种语言进行代码生成，例如C、C++、MATLAB等。

选择不同的编程语言，可以根据不同的应用场景进行灵活应用。

在本篇文章中，我们将详细介绍Simulink模型生成代码的方法和步骤。

1. 首先，我们需要打开Simulink模型2. 接下来，我们要在Simulink工具栏中，选择"Tools"菜单，并点击"Code Generation"选项。

3. 在"Code Generation"选项中，我们可以设置不同的参数来生成代码。

包括目标主机、目标语言、嵌入式代码生成等等。

根据需要进行自由选择。

5. 在代码生成过程中，Simulink会为我们生成多个文件。

这些文件包括C文件、H文件、makefile文件等等。

这些文件可以用于控制系统的开发和实现。

1. 省时省力：Simulink模型生成代码可以大大减少控制系统的开发时间和人力成本。

2. 精准度高：通过使用Simulink进行仿真和调试，可以为生成的代码提供更高的精度和稳定性。

3. 模块式设计：Simulink模型使用模块化的设计方式，可以让代码更加易于管理和维护。

4. 易于修改：通过使用Simulink进行建模，可以轻松地修改控制系统中的各个部分，从而实现更多灵活的设计。

5. 易于扩展：Simulink模型生成代码的设计方式，可以在需要扩展或重构控制系统时，快速实现更多的功能。

三、总结Simulink模型生成代码是一种快速且有效的控制系统设计方法。

通过使用Simulink进行建模和仿真，可以为生成的代码提供更高的精度和稳定性。

simulink代码生成实例2018以下是一个使用Simulink 2018生成代码的实例：目标：我们将使用Simulink 2018来创建一个简单的PID控制器，并将其生成为C++代码。

步骤1.创建一个新的Simulink模型。

2.在模型中添加一个PID控制器。

3.配置PID控制器的参数。

4.配置仿真设置。

5.生成代码。

创建模型要创建一个新的Simulink模型，请单击File>New>Model。

添加PID控制器要添加PID控制器，请单击Simulink库中的控制器目录。

在PID控制器组中，单击PID控制器图标并将其拖放到模型工作区。

配置PID控制器参数PID控制器的参数包括比例系数、积分常数和微分常数。

这些参数可以使用PID控制器属性表来配置。

配置仿真设置要配置仿真设置，请单击Simulation>Simulation Parameters。

在仿真参数对话框中，指定仿真时间范围和步长。

生成代码要生成代码，请单击File>Export>Code Generation。

在代码生成对话框中，选择C++作为目标语言。

单击生成。

生成的代码生成的代码将包含一个C++类，该类实现了PID控制器。

以下是生成的代码的示例：●include<iostream>●class PIDController{●public:●PIDController(double Kp,double Ki,double Kd)●:kp_(Kp),ki_(Ki),kd_(Kd){}●double Calculate(double error){●double p=kp_*error;●double i=ki_*error*dt_;●double d=kd_*(error-prev_error_)/dt_;●prev_error_=error;●return p+i+d;}●private:double kp_;double ki_;double kd_;●double prev_error_=0;};这个类有三个成员变量：1.kp_：比例系数2.ki_：积分常数3.kd_：微分常数它还有一个成员函数：●Calculate()：计算PID控制器的输出这个函数接受一个错误值作为输入，并返回PID控制器的输出。