基于单片机的快速代码生成方法
摘要:基于模型设计是国外流行的一种先进的嵌入式系统开发方式,该方式主要利用开发工具Simulink以及Matlab的 RTW(Real—TimeWorkshop)工具箱的代码生成功能,采用IAR作为中间工具,将RTW生成的C语言代码转为为在单片机 MSP430F2252中可以运行的HEX文件,最后通过Protues软件来验证代码的正确性。该方法无需设计者精通各种编程语言,只需了解设计规范与实现原理,极大地降低了嵌入式系统开发难度,缩短了开发周期,并且能够保证代码的高效性、可靠性。
关键词:基于模型的设计;快速代码生成;Real—Time Workshop;MSP430F2252;Protues
随着软硬件技术的不断发展,系统的开发周期显得越来越重要,但开发的时间与系统安全性之间又有一定的冲突。假如依旧采用传统的编写代码的方式,显然企业将会失去很多的机会。文中介绍一种基于模型的快速代码生成的方法,可以满足这种高性能和快节奏研发的需求。MATLAB集成了各类应用领域的专用库函数和模块,用于数值计算、系统建模的软件包。
Simulink工具可以对分系统或单个仿真模型进行设计。RTW(Real—Time Workshop)是MATLAB提供的自动化代码生成工具,将Simulink模型框图转化为标准的C语言代码。学会利用 MATLAB/Simulink创建仿真模型,利用MATLABRTW工具,通过这种方式在IAR环境中对Simulink模型进行集成和调用,从而辅助在科研及工程实践中准确、通用快速的建立分布交互仿真体系结构下的嵌入式系统仿真模型。该方式主要利用Matlab的RTW(Real- TimeWorkshop)工具箱的代码生成功能。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,方法涉及以下的开发环境:
Microsoft Windows 7;
MATLAB VersionR2010b;
IAR430V5.3;
Proteus7.8。
1 嵌入式开发技术的基本流程
该方式主要利用Matlab的RTW(Real—TimeWorkshop)工具箱的代码生成功能。采用IAR作为中间工具,将RTW生成的C语言代码转为为在单片机中可以运行的HEX文件,最后通过Proteus软件来验证代码的正确性,基本流程如图1所示。
![](../img/eep/emb/emb-52499aug0koxkl1z.jpg)
2 建立了Simulink模型并生成了RTW代码
到此模型代码生成的前期工作已经准备完毕,保存好模型,取名为Key_test。下一步就是打开Real—Time Work—shop选项中的Build按钮,之后Matlab将自动生成模型代码。在Matlab的命令窗口中显示如下内容:
### Connecting to IAR Embedded Workhench…
### Writing source file key_led_430_data.e
### Writing source file key_led_430_main.c
到此,模型的代码也成功生成。
![](../img/eep/emb/emb-52500dhdk4131bjp.jpg)
3 RTW生成代码
3.1 RTW生成代码的原理
RTW可以直接从Simulink模型生成代码并且自动建立可以在不同环境下运行的程序,这些环境包括实时系统和单机仿真。RTW为用户系统设计到简单实现提供了简易的接口,它的代码生成器完全结构化,可开放可扩展。此外,RTW还为用户提供了TLC(目标语言编译器)以扩充自身的功能,使得生成的实时代码能够在不同的环境下运行,这主要是通过生成目标板硬件的硬件驱动程序实现的。
RTW提供了两种实现方式:一般模式和外部模式。一般模式下,RTW生成模型的实时源程序和可执行程序,直接在目标机的实时操作系统上运行,但是不提供实时监控和实时参数修改的功能。
RTW允许自定义构造,它既可以在自定义环境下工作,也可以在已经存在的环境下工作。构造(Build)过程有make_rtw文件控制。首先,make_rtw文件编译simulink的模块框图,生成exmodel.rtw文件,然后make_rtw启动TLC产生代码,接着,make_rtw文件调用模块make文件grt_default.tmf生成exmodel.mk文件。最后,如果目标主机与Hos宏定义相匹配,就调用make文件从源程序生成可执行程序。
此外,make是一个功能函数,它可以编辑和连接生成码,并且生成可执行程序。RTW调用make建立实时可执行程序,make文件由模板make文件生成,生成的make文件的名字是exmodel.mk,通过修改make文件可以对构造过程进行定制。RTW将exmodel. mk传递给make功能函数,make直接负责编译模型源程序和链接。
MATLAB本身会为用户提供一些适用于各类目标硬件的目标文件,但是在实际应用的过程中往往会受到用户需求的限制,因此,建议选择grt_tlc作为系统目标文件,但是grt_tlc生成的代码是运行于DOS下的,缺少一些与目标硬件相匹配的中断向量表和存储器配置等文件。
3.2 RTW生成代码
RTW生成的代码都源于模板,下面这个例子中所选择的模板是War.tlc。下面介绍该算法所涉及的函数与数据结构。
用RTW自动生成的代码包含如下函数:
1)Main,包含在war_main.c
快速代码生成 Time Workshop MSP430F2252 Protues 相关文章:
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