在ARM微控制器上部署MATLAB/Simulink仿真模型

2023-06-16 13:07:24来源:安德鲁的设计笔记本

本文在于记录使用Simulink建模仿真,到最终部署到微控制器上的过程。从Simulink算法模型到目标硬件平台可以支持的可执行文件,大体经过Matlab的各种模型描述语言,编译成通用C语言,再在目标硬件平台的编译环境中编译生成最终的可执行文件。市面上的相关的学术研究和实践经验,大多是使用了MATLAB已经官方认证集成的BSP,例如:ArduinoTIDSPSTM32树莓派等,在这些工具包的加持下,MATLAB配合具体的目标平台的集成开发环境,可以一通到底。但实际上,MATLAB只要在将Simulink工具描述的算法模型转化成C语言,完全可以由开发者自行进一步适配的具体平台,而不需要依赖于具体的官方认证的设备支持包。更进一步,适用于Arm兼容的微控制器,MATLAB已经集成了一个通用的模板,在将MATLAB算法语言转化成C语言的过程中特别考虑在嵌入式平台上执行的代码优化。

本文详细演绎了从Simulink创建模型,仿真验证,之后再生成C源码部署到plus-f5270开发板的全过程。其中描述的方法和操作步骤,为后续部署更多仿真模型奠定了基础。


(资料图)

Overview

从Simulink中以符号图形和算法框图表示的仿真模型,转化成可编译的C源码,再到可以运行在嵌入式平台的可执行程序,经历了多个阶段的处理,在每个阶段需要对应的工具,将上一阶段的输出文件作为本阶段的输入,经过处理后再输出给后续的环节。

图x 从Matlab模型到目标平台可执行文件

图x完整展示了MATLAB从算法模型到可执行程序的各个环节:

•使用MATLAB、Simulink和Stateflow工具可以在MATLAB中创建模型,此时的模型可能是以逻辑图符号的方式表示,保存成model.mdl文件

•RealTime Workshop(RTW)是MATLAB中的一个工具,是用来做仿真的软件开发环境,可以使用描述模型符号及其逻辑关系的model.mdl文件作为输入,经过本地编译,形成描述模型的model.rtw文件。RTW文件是以ASCII码的形式存放,开发者可以直接读其中的内容。

–TLC目标语言编译器(Target Language Compiler)是生成C源码的关键环节。TLC目标语言编译器也是RTW的一部分,可以读取model.rtw文件

–中的信息,将模型转化成源代码的描述。TLC目标语言编译器可以输出成多种语言,例如M语言、VHDL语言等,C语言是其中的一种选项。生成C语言也可以使用不同的模板,以约束生成代码的组织方式和风格,例如,一般实时目标使用grt.tlc模板,嵌入式实时目标使用ert.tlc模板。

–使用RTW生成源码,还有更多灵活的操作,例如,使用配置宏观代码框架的系统TLC文件和配置单个模块的模块TLC文件,直接用函数源码定义算法模块的S-Function等。RTW不能转换S-Function的代码,需要开发者手写代码嵌入到生成代码中。

–RTW还能根据makefile的模板文件,生成可适用于目标硬件平台编译环境的makefile文件model.mk。但这个不是必须的,如果某些集成开发环境没有适配到MATLAB中,就需要手动添加生成的源文件到对应的集成开发环境当中。

•通过TLC目标语言编译器生成的C源码文件model.c文件,可以直接加入到嵌入式系统的集成开发环境当中(例如Keil)参与编译。但实际上,这里生成的C源码文件主要是描述算法的实现,是应用程序的框架,仍需要开发者在具体嵌入式硬件平台上,结合实际应用,手动向其中嵌入具体的输入输出函数。

•MATLAB的工具生成算法执行的源码框架,配合目标嵌入式硬件平台的适配移植,最终在嵌入式硬件平台的编译环境中完成编译链接,最终生成可以在目标嵌入式硬件平台上运行的可执行文件。后续可以使用目标嵌入式硬件平台的一般操作过程完成下载和调试。

MATLAB、Simulink、StateFlow、Real-Time Workshop之间的关系

MathWorks

•MATLAB 是一个集成开发环境,包含M语言的解析器,同时还提供多种特定应用的工具箱。

•Simulink 是集成在 MATLAB 中的众多工具箱的一个,作为建模、分析和仿真的交互环境。

•Stateflow 是Simulink中的一个功能组件,通过状态图执行选项拓展了 Simulink 的功能,使得可编程的状态图也能作为Simulink仿真系统中的一个组件。

•Real-Time Workshop 在早期版本的MATLAB中曾经作为一个独立的组件,但后来并入Simulink工具箱中,可用于从Simulink模型生成优化的、可移植的和可定制的ANSIC代码。利用它可以针对某种目标平台(例如嵌入式平台)或是部分子系统可下载执行的C代码,以展开硬件在回路仿真。

•Simulink Coder即是之前的 Real-Time Workshop 和 StateflowCoder,可以从 Simulink 框图和 Stateflow 系统以及 TargetLink 模型中自动生成 C 代码。

MATLAB Coder、Simulink Coder、Embedded Coder之间的关系

Mathworks公司的MATLAB软件环境中有3个代码生成工具:Matlab Coder、Simulink Coder和Embedded Coder。MATLAB可以将M语言转化成目标代码,Simulink Coder可以将Simulink中的仿真模型转化成目标代码,而Embedded Coder 依赖于MATLAB Coder以及Simulink Coder的,通过进一步优化,主要生成用于部署在嵌入式平台上的源码。

图x MATLAB中的3中Coder生成器的关系

考虑最终将生成的C代码部署到嵌入式平台上,从MATLAB程序和从Simulink模型生成源码的工具流有一些区别,如图x所示。

图x MATLAB中多种Coder生成器的工作流

从MATLAB算法模型到C语言

此处,以实现一个流水灯的模型为例,说明基于模型设计的全过程。

在Simulink中配置模型的开发环境

在MATLAB中启动Simulink后,可通过工具栏的“建模”->“模型设置”,激活“配置参数”对话框。如图x所示。

图x 在Simulink中打开配置参数对话框

在“配置参数”对话框中,首先配置“求解器”。求解器是Simulink用数值方法结算模型切片状态的引擎,对应于Simulink的仿真过程的行为。这里考虑将来是在嵌入式系统中作为周期任务更新求解过程,设定在Simulink的仿真行为同嵌入式系统类似,为“离散”的“固定步长”,计算步长的时间为10ms,对应于配置对话框中的0.01s。如图x所示。在实际的嵌入式系统平台运行求解器时,将使用一个硬件定时器,以10ms的周期触发中断,执行求解器的程序。

图x 在配置参数对话框中配置求解器

在“配置参数”对话框的“硬件实现”标签中,选择即将生成代码的目标平台。考虑到未来将会在ARM微控制器的平台上部署(但不在Simulink的支持设备清单中),这里将“设备供应商”选择为“ARM Compatible”,选择“设备”类型为“ARM Cortex-M”。特别注意将“Code Generation system target file”选择成为“ert.tlc”,这是最终生成C语言的配置文件。

图x 在配置参数对话框中配置硬件实现

实际上,在配置TLC时,配置参数对话框会自动切换到“代码生成”页面,在这里选择使用etc.tlc文件。如图x所示。

图x 在配置参数对话框中配置代码生成

从图x中可以看到,Simulink提供了多种TLC配置文件可选。这里选择的ert.tlc,是专门适用于Embedded Coder生成嵌入式系统C代码的。

配置好项目之后,保存模型文件到文件系统中。从图x中可以看到,Simulink保存的模型文件可以有两种后缀名,一种是“.slx”,另一种是“.mdl”,这里,我们使用默认的“.slx”文件后缀名,保存成“leds_model.slx”文件。

图x 在Simulink中保存模型文件

在MATLAB中创建符号和框图描述的算法模型

在plus-f5270开发板上设计了4个可编程的LED灯,有原理图如图x所示。

图x plus-f5270开发板上的可编程LED灯

这里要设计一个逻辑,用一个计数器驱动小灯的亮暗状态,当计数器输出0时,控制仅LED1亮,当计数器输出1时,控制仅LED2亮,以此类推。计数器从0到3周期计数,小灯也依次闪烁。

在“库浏览器”中选择需要的符号元件,拖放到绘图工作区中,例如,常量“Constant”、等于号“Equal”、有限计数器“Counter Limited”、输出端点“Out”等,并可用示波器“Scope”和显示器“Display”查看仿真输出结果。使用连线,将符号的输入输出信号连接在一起,形成一个有输入输出的完整系统的功能框图。如图x所示。

图x leds_model模型的功能框图

从图x中可以看出,计数器的输出值驱动4个LED灯的亮暗状态。但默认情况下,计数器的计数节奏是同求解器的计算步长保持一致的,如之前设定求解器的计算步长是10ms,这就意味着这些小灯会闪烁得非常快,难以被人眼观察到。这里希望调整计数器的计数节奏为1m,需要调整计数器的计数节奏。双击计数器的图标,可以激活计数器模块的参数配置对话框,配置其中的“采样时间”值为1。如图x所示

图x 配置计数器的计时步长

此时,使用计数器控制小灯闪烁的流水灯模型就已经搭建完成。

在仿真的工具栏中,点击“步进”即可逐步运行,点击“运行”可以全速仿真运行。如图x所示。

图x Simulink的仿真工具栏

启动仿真后,可以通过系统框图中的示波器模块查看仿真结果,如图x所示。

图x leds_model模型中的示波器模块显示仿真结果

从图x中显示的示波器输出波形可以看到,4个输出通道以1s为控制节奏,依次输出高电平。验证仿真结果达到预期设计。

使用TLC目标语言编译器生成描述算法的C源码

经过仿真验证的系统设计框图,可以直接转化成嵌入式系统可以可以执行的C程序源码。在调用RTW编译模型生成C源码之前,必须再次确认几个配置要点:

•配置模型使用ert.tlc,这是专用于嵌入式系统平台的目标语言编译器配置选项。

•配置求解器的计算步长,0.001s或者0.01s均可,可根据实际需要的计算时间精度设定,这个时间长度对应于嵌入式系统中部署模型时,周期调用求解器程序的中断服务程序的周期。

•在MATLAB的主窗口切换当前工作目录到指定的项目录下。如图x所示。即将生成的C代码工程将位于这里指定的目录下。

图x 在MATLAB中设定当前工作目录

然后,试着生成C源码。在Simulink的界面中,在工具栏“APP”页面中选择“Embedded Coder”激活“C代码”标签页,然后在“C代码”标签页中其中选择“生成待代码”。如图x所示。

图x 在Simulink中使用Embedded Coder生成C代码

此时,Simulink的目标语言编译器TLC将启动编译,并生成C源码程序文件。如图x所示。

图x Embedded Coder生成的C源码

至此,在Simulink中调用Embedded Coder,已经将创建的leds_model模型转化成了C源码,保存在一系列源码文件中。此时,可以在预先设定的当前工作目录中,找到新建保存生成源码文件的文件夹“leds_model_ert_rtw”,顾名思义:leds_model是模型的名字;ert是Embedded Real-Time Target,对应源码生成器的配置选项;rtw是Real-Time Workshop,这是源码生成器的工具包,在MATLAB的早期版本中独立作为一个工具包,现在已经被集成在源码生成器内部。

将模型C源码集成到嵌入式平台工程

集成模型C源码码到Keil工程中

这里准备了一个plus-f5270开发板上可以运行的工程,plus-f5270_hello_world_mdk,作为部署模型的基础。

首先,将工程的目录名改为“plus-f5270_leds_model_mdk” ,便于标识该工程专用于部署leds_model模型。在该工程根目录下创建“model”目录,将由Embedded Coder生成的模型C源码文件全部复制到其中。此时,工程目录的源码结构如图x所示。

图x 将生成的模型源码文件复制到Keil工程目录下

然后,在Keil工程中添加模型源码,先试着编译一下,验证模型文件本身源码的完整性。如图x所示。

图x 在Keil中编译包含模型源码的工程

经编译验证可知,模型源码本身是闭包无误的,不会为基础工程引入额外的错误,也不需要专门针对嵌入式编译环境调整任何源码。在Keil中编译模型文件需要注意:

•需要在Keil工程中为新加入的模型源码添加源文件搜索路径。

•不要添加模型的ert_main.c文件。Embedded Coder为模型生成的ert_main.c文件中,包含了在嵌入式环境中调用模型的参考用例,其中包含两个重要的函数:一个是顶级调用main()函数,另一个是需要基于硬件定时器中实现的中断回调函数rt_OneStep()。在ert_main.c文件中,有注释对main()函数和rt_oneStep()函数的用法进行了详细的解释。见代码x所示。

代码x Embedded Coder为leds_model生成的ert_main.c文件

/** File: ert_main.c** Code generated for Simulink model "leds".** Model version                  : 1.4* Simulink Coder version         : 9.8 (R2022b) 13-May-2022* C/C++source code generated on : Mon Dec 19 18:09:56 2022** Target selection: ert.tlc* Embedded hardware selection: ARM Compatible- >ARM Cortex-M* Code generation objectives: Unspecified* Validation result: Not run*/#include #include             /* This example main programuses printf/fflush */#include "leds_model.h"                      /* Model header file *//** Associating rt_OneStep with a real-time clock or interrupt service routine* is what makes the generated code "real-time".  The function rt_OneStep is* always associated with the base rate of the model.  Subrates are managed* by the base rate from inside the generated code.  Enabling/disabling* interrupts and floating point context switches are target specific.  This* example code indicates where these should take place relative to executing* the generated code step function.  Overrun behavior should be tailored to* your application needs.  This example simply sets an error status in the* real-time model and returns from rt_OneStep.*/void rt_OneStep(void);void rt_OneStep(void){  static boolean_T OverrunFlag = false;  /* Disable interrupts here */  /* Check for overrun */  if (OverrunFlag) {    rtmSetErrorStatus(leds_model_M, "Overrun");    return;  }  OverrunFlag = true;  /* Save FPU context here (if necessary) */  /* Re-enable timer or interrupt here */  /* Set model inputs here */  /* Step the model */  leds_model_step();  /* Get model outputs here */  /* Indicate task complete */  OverrunFlag = false;  /* Disable interrupts here */  /* Restore FPU context here (if necessary) */  /* Enable interrupts here */}/** The example main function illustrates what is required by your* application code to initialize, execute, and terminate the generated code.* Attaching rt_OneStep to a real-time clock is target specific. This example* illustrates how you do this relative to initializing the model.*/int_T main(int_T argc, const char *argv[]){  /* Unused arguments */  (void)(argc);  (void)(argv);  /* Initialize model */  leds_model_initialize();  /* Attach rt_OneStep to a timer or interrupt service routine with   * period 0.001 seconds (base rate of the model) here.   * The call syntax for rt_OneStep is   *   *  rt_OneStep();   */  printf("Warning: The simulation will run forever. "         "Generated ERT main won"t simulate model step behavior. "         "To change this behavior select the "MAT-file logging" option.\\n");  fflush((NULL));  while (rtmGetErrorStatus(leds_model_M) == (NULL)) {    /*  Perform application tasks here */  }  /* Terminate model */  leds_model_terminate();  return 0;}/** File trailer for generated code.** [EOF]*/

在嵌入式工程中适配模型

在plus-f5270工程的boards目录下创建model_port.c文件,集中存放基于plus-f5270开发板适配leds_model模型的配置源码。在model_port.c文件中创建model_init()函数,在顶级调用main()函数中将调用model_init()函数初始化并启动模型求解器。同时,在model_port.c文件中创建model_input()和model_output()函数,用于同步模型同硬件的绑定关系。

Note:在模型中使用的输入和输出,都是保存在内存中的数据。在微控制器芯片内部的电路系统中,通过访问地址映射空间中的寄存器,控制的状态和行为。在面向嵌入式平台设计的仿真系统中,生成的C源码,是不会直接控制具体嵌入式平台的电路系统的。这个比较好理解,因为仿真系统是同一份,但运行在不同的嵌入式平台上,对应的寄存器是不同的。这就需要嵌入式平台的开发者自行适配代码,将电路系统中状态量和控制量,与仿真模型的输入和输出进行同步。

使用硬件定时器调用求解器程序

在plus-f5270开发板上,选用硬件定时器TIM4产生周期为10ms的中断服务程序,在中断服务中周期调用模型生成的求解器处理函数,执行模型。

在model_init()函数中配置硬件定时器TIM4的代码如下:

/* model_port.c */#include "board_init.h"#include #include             /* This example main program uses printf/fflush */#include "leds_model.h"                      /* Model header file */extern void leds_model_initialize(void);extern void leds_model_step(void);void model_init(void){    /* prepare the models. */    leds_model_initialize();    /* setup timer. */    TIM_Init_Type tim_init;    tim_init.ClockFreqHz = BOARD_MODEL_TIMER_CLKSRC_HZ;    tim_init.StepFreqHz = 1000000; /* 1mhz per step. */    tim_init.Period = 10000; /* 100hz for a round. */    tim_init.EnablePreloadPeriod = true;    tim_init.PeriodMode = TIM_PeriodMode_Continuous;    tim_init.CountMode = TIM_CountMode_Increasing;    TIM_Init(BOARD_MODEL_TIMER_PORT, &tim_init);    /* enable interrupt. */    NVIC_EnableIRQ(BOARD_MODEL_TIMER_NVIC_IRQn);    TIM_EnableInterrupts(BOARD_MODEL_TIMER_PORT, TIM_INT_UPDATE_PERIOD, true);    /* start timer. */    TIM_Start(BOARD_MODEL_TIMER_PORT);}/* bind the model input to hardware. */void model_input(void){}/* bind the model output to hardware. */void model_output(void){}/* hardware timer interrupt for model solver. */void BOARD_MODEL_TIMER_NVIC_IRQHandler(void){    uint32_t flags = TIM_GetInterruptStatus(BOARD_MODEL_TIMER_PORT);    if (flags & TIM_STATUS_UPDATE_PERIOD)    {        model_input();        leds_model_step(); /* call the model solver step by step. */        model_output();    }    TIM_ClearInterruptStatus(BOARD_MODEL_TIMER_PORT, flags);}/* EOF. */

当在model_init()函数中调用TIM_Start()函数之后,硬件定时器开始工作,自动周期触发定时器中断服务,由硬件中断服务程序自动周期调用模型生成的求解器程序leds_model_step()。在定时器中断服务程序中调用求解器之前,需要手动执行在适配过程中创建的model_input()函数,将嵌入式平台电子系统中的状态量同步到模型内部的输入变量中;在调用求解器之后,需要手动执行在适配过程中创建的model_output()函数,将模型求解器更新的输出变量的状态同步到嵌入式平台电子系统中,控制电路完成相关的操作。

将模型的控制量同步到电路系统中

具体在本例中使用定时器控制LED灯,仅需要在model_output()函数中实现根据模型输出状态控制LED灯的亮暗状态。但嵌入式平台进行编程时需要注意,使用GPIO控制LED灯之前,需要对将要使用到的GPIO硬件资源预先初始化,配置好对应的外设时钟、引脚复用功能,以及初始状态等。

在model_port.c文件中的modelinit()函数中,添加配置GPIO引脚控制LED灯全部熄灭,在model_output()函数中,根据模型中表示LED灯状态的变量leds_model_Y.ledn(n=1, 2, 3, 4)配置到控制LED灯的GPIO引脚输出信号上。

void model_init(void){    ...    /* setup leds. */    GPIO_WriteBit(BOARD_LED1_GPIO_PORT, BOARD_LED1_GPIO_PIN, 1u);    GPIO_WriteBit(BOARD_LED2_GPIO_PORT, BOARD_LED2_GPIO_PIN, 1u);    GPIO_WriteBit(BOARD_LED3_GPIO_PORT, BOARD_LED3_GPIO_PIN, 1u);    GPIO_WriteBit(BOARD_LED4_GPIO_PORT, BOARD_LED4_GPIO_PIN, 1u);    ...}/* bind the model output to hardware. */void model_output(void){    GPIO_WriteBit(BOARD_LED1_GPIO_PORT, BOARD_LED1_GPIO_PIN, (leds_model_Y.led1?0u:1u) );    GPIO_WriteBit(BOARD_LED2_GPIO_PORT, BOARD_LED2_GPIO_PIN, (leds_model_Y.led2?0u:1u) );    GPIO_WriteBit(BOARD_LED3_GPIO_PORT, BOARD_LED3_GPIO_PIN, (leds_model_Y.led3?0u:1u) );    GPIO_WriteBit(BOARD_LED4_GPIO_PORT, BOARD_LED4_GPIO_PIN, (leds_model_Y.led4?0u:1u) );}

在board_init.h文件中定义LED和硬件定时器的具体资源,并添加对model_init()函数的声明。board_init.h文件也是main.c中包含硬件相关资源的统一入口,在适配模型的过程中所需要的其他软硬件相关的组件,也都可以在board_init.h文件的头部声明引用。

#ifndef __BOARD_INIT_H__#define __BOARD_INIT_H__#include #include #include "hal_common.h"#include "hal_rcc.h"#include "hal_uart.h"#include "hal_tim.h"#include "hal_gpio.h"#include "clock_init.h"#include "pin_init.h"/* DEBUG UART. */#define BOARD_DEBUG_UART_PORT        UART1#define BOARD_DEBUG_UART_BAUDRATE    115200u#define BOARD_DEBUG_UART_FREQ        CLOCK_APB2_FREQ/* leds. */#define BOARD_LED1_GPIO_PORT         GPIOI#define BOARD_LED1_GPIO_PIN          GPIO_PIN_0#define BOARD_LED2_GPIO_PORT         GPIOD#define BOARD_LED2_GPIO_PIN          GPIO_PIN_2#define BOARD_LED3_GPIO_PORT         GPIOB#define BOARD_LED3_GPIO_PIN          GPIO_PIN_14#define BOARD_LED4_GPIO_PORT         GPIOC#define BOARD_LED4_GPIO_PIN          GPIO_PIN_9/* model timer. */#define BOARD_MODEL_TIMER_PORT       (TIM_Type *)TIM4#define BOARD_MODEL_TIMER_CLKSRC_HZ  CLOCK_APB1_FREQ#define BOARD_MODEL_TIMER_NVIC_IRQn  TIM4_IRQn#define BOARD_MODEL_TIMER_NVIC_IRQHandler TIM4_IRQHandlervoid BOARD_Init(void);void model_init(void);#endif /* __BOARD_INIT_H__ */

在clock_init.c文件中的BOARD_InitBoardClocks()函数中添加代码,启用GPIOB、GPIOC、GPIOD、GPIOI,以及TIM4外设模块的总线时钟。

void BOARD_InitBootClocks(void){    CLOCK_ResetToDefault();    CLOCK_BootToHSE120MHz();    /* UART1. */    RCC_EnableAPB2Periphs(RCC_APB2_PERIPH_UART1, true);    RCC_ResetAPB2Periphs(RCC_APB2_PERIPH_UART1);    /* GPIOB. */    RCC_EnableAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOB, true);    RCC_ResetAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOB);    /* GPIOC. */    RCC_EnableAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOC, true);    RCC_ResetAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOC);    /* GPIOD. */    RCC_EnableAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOD, true);    RCC_ResetAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOD);    /* GPIOI. */    RCC_EnableAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOI, true);    RCC_ResetAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOI);    /* TIM4. */    RCC_EnableAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_TIM4, true);    RCC_ResetAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_TIM4);}

在pin_init.c文件中的BOARD_InitPins()函数中添加代码,配置LED灯对应的PI0、PD2、PB14、PC9引脚的复用功能为GPIO输出。

void BOARD_InitPins(void){    /* PB7 - UART1_TX. */    GPIO_Init_Type gpio_init;    gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_6;    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_AF_PushPull; //GPIO_PinMode_AF_PushPull    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init);    GPIO_PinAFConf(GPIOB, gpio_init.Pins, GPIO_AF_7);    /* PB6 - UART1_RX. */    gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_7;    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_In_Floating; //GPIO_PinMode_In_Floating    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init);    GPIO_PinAFConf(GPIOB, gpio_init.Pins, GPIO_AF_7);    /* PI0 - led1. */    gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_0;    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_Out_PushPull;    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOI, &gpio_init);    GPIO_PinAFConf(GPIOI, gpio_init.Pins, GPIO_AF_15);    /* PD2 - led2. */    gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_2;    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_Out_PushPull;    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init);    GPIO_PinAFConf(GPIOD, gpio_init.Pins, GPIO_AF_15);    /* PB14 - led3. */    gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_14;    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_Out_PushPull;    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init);    GPIO_PinAFConf(GPIOB, gpio_init.Pins, GPIO_AF_15);    /* PC9 - led4. */    gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_9;    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_Out_PushPull;    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init);    GPIO_PinAFConf(GPIOC, gpio_init.Pins, GPIO_AF_15);}
在main()函数中调用模型

模型的求解器是由硬件定时器中断自动触发执行的,除了模型的初始化函数mode_init()之外,不需要嵌入式平台的开发者在main() 函数中人为调用任何模型生成的函数,并且也不影响原有程序的正常执行。实际上,本例工程中的main.c,在原有hello_world工程的main.c中,仅添加了一行model_init()函数的调用。

int main(void){    uint8_t ch;    BOARD_Init();    printf("hello, world\\r\\n");    /* init & start the model solver. */    model_init();    while (1)    {        ch = getchar();        putchar(ch);    }}

编译嵌入式工程并运行

在嵌入式平台上编译工程和下载的操作同一般嵌入式开发无异。在Keil中编译,下载可执行程序到plus-f5270开发板中。

图x 在Keil中编译包含模型源码的嵌入式工程

下载可执行程序到到开发板上,运行,可以观察到开发板上的4个LED小灯以1s为节奏演示流水灯的效果。如图x所示。

图x 在plus-f5270上部署leds_model模型

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