Matlab的Simulink模型自动生成C语言代码

1 实验一

1.1 搭建框图

采用 Matlab 2018a 搭建仿真框图如下，命名为 ADD_Test.c。

图1 Simulink模型

1.2 初始设置

选择菜单栏 Simulink -> ModelConfiguration Parameters，按照下方所示设置参数，设置为固定步长，采用四阶龙格库塔方法解算微分方程，具体步长还可以在后期进行二次设置。

图2 设置求解器参数

系统的目标文件选择为 ert.tlc，即采用嵌入形式的 C/C++代码生成，其结构更为简洁。生成的语言可选择 C 或者 C++。

图3 代码生成的参数设置

接口模块进行如下设置，需要选中 continuoustime 选项。至此，参数设置工作完毕，其余设置采用默认设置方式。

图4 接口参数设置

1.3 代码生成

直接点击代码生成功能键，生成代码成功后会收到如图5所示的提示。此时，在示例文件 test.mdl 的目录下会出现名为 slprj 和 test_ert_rtw 的文件夹，如图6所示，包含了生成的 C 代码的相关文件。

图5 代码生成成功提示

图6 生成文件

1.4 代码应用

代码可在 Visual Studio2013 上运行，通过 文件 -> 打开 -> 项目/解决方案，找到 test_ert_rtw\msvc目录下的 test.sln 文件并添加，添加成功如下所示。

图6 生成文件

如下所示，主文件经过初始化后，在 while 循环中调用 test_step()函数按单步执行，最后通过 test_terminate终止。在带有积分环节的模型中，还可以通过找到 test_M -> Timing.stepSize0 重新设置仿真步长。图7显示，每次给输入设置常值，经第五次调用后的输出结果。

图7 代码测试

1.5 结论

采用Matlab和C混合编程，设计简单，结构清晰，修改方便，同时大大降低了编程失误带来的风险，为保证项目有效进行提供了保障。

如图所示，在matlab的工作界面输入 “mbuild -setup”，选择C++选项，再输入 “mex -setup”，选择C++选项，接着输入 deploytool命令。

图8 MATLAB飞机本体方程动态链接库转换命令界面

接着会得到如下图的提示，选择Library Compiler选项，进入如图所示的Compiler界面，选择 .NETAssembly，添加相关脚本文件，把类的名字定义为airplane（自定义），确认后选择Package按钮进行打包，即可生成相应dll文件。

图9 MATLAB飞机本体方程动态链接库转换Compiler界面

图10 MATLAB飞机本体方程动态链接库转换操作界面

最后会跳出如下界面，生成的几个文件夹包含了调用到的dll文件。

图11 MATLAB飞机本体方程动态链接库转换输出界面

2 实验二

2.1 创建Simulink模型

运行之后，通过Scope查看结果如下。

注意：我们要确保模型仿真运行没有问题。

2.2 将输入和需要的输出换成input和output模块

2.3 离散化模型

如果创建的Simulink模型种有连续模块，比如积分环节，那么一定要离散化，否则即使生成C代码也会报错。（为什么报错？先挖个坑）

点击设置

停止时间设置为inf，设置求解器，采样时间。

系统的目标文件选择为 ert.tlc，即采用嵌入形式的C/C++代码生成，其结构更为简洁。生成的语言可选择C或者C++。

代码生成 -> 接口

在模型资源管理器种查看定义的变量和配置的接口。

模型离散化器对simulink模型进行离散化，离散后的效果如下

2.4 生成C代码

首先，对建立的模型进行离散化

我们借助APP中的embedded coder工具生成C代码

进行编译

然后使用快速开始，按步骤进行生成C代码

其中，我们现在选择的C语言类型为PC格式，还可以选择ARM板格式

生成的C代码如下所示（/xxxx_ert_rtw文件夹下）

2.5 在VS2022上运行

点击文件->新建->从现有的代码中创建

打开ert_main.c这个文件

OK，我们在while循环中编写控制程序
（下面是写入while循环中的部分程序）

//定义文件地址和名字，指针
 FILE* file_path = fopen("simulation.txt", "a+");
 int i = 0;

 while (i < 20000) {
   /*  Perform application tasks here */

     if (i <= 20)
         rtU.In1 = 0;
     if (i > 20 && i <= 40)
         rtU.In1 = 60;

     /* Step the model */
     PID_Test_step();
     i++;

     fprintf(file_path, "%f %f\n", rtU.In1, rtY.Out1); //写入
     printf("%f %f\n", rtU.In1, rtY.Out1);
 }
 fclose(file_path);//关闭文件