Matlab/RTW实时仿真与嵌入式系统开发

引言

在日益激烈的竞争中，系统的开发周期显得尤为重要，但开发时间与系统安全性、可靠性又有一定冲突，如果仍然使用传统的编写代码的模式，显然有些不妥。本文介绍一种基于Matlab／RTW实现实时仿真与嵌入式系统开发的方法。方法所涉及的开发环境如下：

◆Microsoft Windows XP SP3：
◆Matlab Version 7．5．0．342(R2007b)；
◆Keil uVersion2V 2．30；
◆Proteus 7．1SP2。

先借助Matlab／RTW建立模型并生成RTW(Real-Time Workshop)代码(C语言)，再使用Keil编译、调试Matlab生成的C语言代码，并且生成HEX文件。之后，利用Proteus观察代码生成的效果，以验证代码的正确性。基本流程如图1所示。



1 构建Simulink模型并生成RTW代码

以较为简单的模型为例，用2个开关同时控制一个报警灯模型。当开关1、2同时闭合时，报警灯亮，逻辑真值表如表1所列。在Simulink中构建对应模型，只有当开关1、2同时闭合时，报警灯才亮，故选择如下模型实现上述功能。模型连接如图2所示。



模型连接好之后，打开参数配置选项卡调整参数。具体修改项及其对应值如表2所列。



至此生成模型代码的前期准备已经完成，保存模型，取名Matlab_Test。下一步就是点击Real_Time Work-shop选项中的Build按钮，Matlab将自动生成模型代码。

Matlab命令窗口中显示内容如下：

      ###Starting Real-Time Workshop build procedure for model：
　   Matlab_Test
　   ……
  　  ###Successful completion of Real－Time Workshop build proce－dure for model：Matlab＿Test

至此，模型的代码也生成成功。





完成代码修改之后，建造目标。若暂且不管代码优化问题，则所需的HEX文件已经成功生成。

3．2 KeiI与Proteus的连接

将安装文件夹Proteus＼Model下的VDM51．dll文件复制到Keil＼C51＼INC文件夹下，用以实现两软件间的通信，并且在 TOOLS．INI文件中加入VDM51．DLL文件的目录及描述，具体添加内容如图4所示。



至此，Keil与Proteus间的连接前期准备已经完成。下面开始Keil与Proteus联机调试：选择目标1的属性，弹出对话框，在调试选项卡中选择使用Proteus VSM Mo-nitor-51，具体调节参数如图5所示。Keil与Proteus的连接已经完成。



4 Proteus仿真

打开Proteus，新建一个工程，选择80C51，正确连接基本电路；选择P1．0引脚作为输出，P1．6、P1．7引脚作为输入，所连接的电路如图6所示。



单击Debug菜单，选择Use Remote Debug Monitor选项。然后，双击80C51器件，弹出器件编辑对话框，在Program File选项中选择Keil生成的HEX文件(本例中该文件名为Keil_Test．HEX)，进行仿真。

5 结论

实验证明，基于Matlab生成的代码具有较高的可靠性。

①通过Proteus的仿真结果可以得出，由Matlab生成的代码同样具有正确性；

②由Matlab直接生成代码可以将设计人员从繁重的编写代码的工作中解脱出来，大大节省了开发时间，提高了开发效率；

③本文所述过程为嵌入式系统的开发与实时仿真的实现提供了参考，具有实际指导意义。

参考文献

   1. 陈永春.从Matlab/Simulink模型到代码实现[M].北京:机械工业出版社,1999.
   2. 汤涤.系统实时仿真开发环境与应用[M].北京:机械工业出版社,2003.
   3. 王正林,王胜开,陈国顺,等.Matlab/Simulink与控制系统仿真[M].北京:电子工业出版社,2008.
   4. 张志涌,等.精通Matlab6.5版[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.
   5. 葛哲学,等.精通Matlab[M].北京:电子工业出版社,2008.

作者：西北工业大学 史维佳 何鹏举 李杰  来源：《单片机与嵌入式系统应用》 2009（10）