Simulink自动代码生成2——生成嵌入式代码（generating embedded code）

写在前面，一个小tips：用低版本打开高版本slx的方法如下，这个方法不是万能的，可能会引发一些错误，谨慎使用。

目录

1. 代码生成的常用界面

2. 代码基本结构

• 代码文件的主结构
• 主循环函数
• 生成代码中的数据综述
• 信号声明与定义
• 参数声明与定义
• 入口函数
• 模型的数据结构

3. 代码生成过程

• 模型编译
• 代码生成
• 可执行文件生成（可选）

1. 代码生成的常用界面

以官方slx文件（piCtrl.slx）为基础，以matlab 2019b为工具，


该模型实现的是如下公式：

有如下几个常用界面：
1）configset里的solver界面

2）configset里的code generation界面

3）这里有特别重要的几个界面：

• c code：可在APP里搜索embedded coder调出该界面，该界面用于代码生成和测试的主界面；
• code：显示生成的代码和模型的链接关系（如下图，点击模型中具体模块，就可链接到对应code）；
• model data editor：设置模型中数据属性；
• code mapping：设置代码中数据和函数属性的默认行为。
  
  

2. 代码基本结构

代码文件的主结构
生成后的代码如下
好多人搞不清这些文件有什么区别和联系，包含了什么什么东西。这里拆解分析一下，生成的文件一般分为7个：

• model.c：定义3个入口函数（entry points function），initial_func，step_func（其中包含算法），terminal_func
• model.h：声明模型中的数据结构（data structure），全局数据和全局函数（extern）
• model_private.h：模型或子模型的局部变量（local），一般被model.c所#include；
• model_types.h：包含实时模型（real-time model）的数据结构声明，一般函数复用时的函数声明会放在该文件中。
• model_data.c：对模型中tunable的参数（parameter）进行赋初值，或者对I/O口数据结构声明（待定）。（该文件不一定每次都生成出来，具体看configset对参数的设置：inline不生成，tunable会生成）。
• rtwtypes.h：宏定义数据类型，为了统一matlab中数据类型和目标板中数据类型的名称。
• ert_main.c：代码生成的默认主函数，用来调用入口函数的。其中还包含一个overrun的标志位判断，防止程序超时。

主循环函数

ert_main.c是默认生成的主循环函数，用来调用3个入口函数：

• model_initialize ：程序开始运行前执行（定义在model.c中）。包含错误标志位初始化、外部输入输出初始化、初始状态初始化。
• rt_OneStep：由周期中断调用该函数，内部包含OverrunFlag的标志位检测和model_step函数（定义在model.c中）
• model_terminate：程序执行结束后执行（定义在model.c中）

ert_main.c截取如下（model_initialize / rt_OneStep / model_terminate）：


piCtrl.c截取和对应公式如下(OverrunFlag / model_step)：

生成代码中的数据综述

生成的代码中有3大类数据：signal，parameter和state。

上图数据可通过model data editor进行编辑，注意红框内容。

其默认的命名方式如下，熟记命名规则有利于快速理解梳理代码。

设置在这里：

信号声明与定义

信号一般分为：状态，输入和输出。simulink一般会先在.h中定义信号的数据类型，再在.h中用该数据类型声明变量，最后再.c中定义信号并使用。

• 信号的数据类型定义

• 信号的声明

• 信号的定义

参数声明与定义

configset对参数有个重要的控制项：inline和tunable。默认为inline即内联，将参数直接用初值生成到代码中。tunable适配标定，将参数设置为变量然后赋初值，这样使得该参数可标定。

下面说下tunable的情况：参数与信号类似，但simulink一般把参数打包成一个结构体，先在.h中定义结构体，然后在types.h中用typedef对结构体类型另命名，再在.h中用typedef定义的结构体类型生成实例，最后在data.c中对结构体赋初值。

• 在.h中定义参数结构体

• 在types.h中用typedef对结构体类型另命名

• 在.h中用typedef定义的结构体类型生成实例

• 在data.c中对结构体赋初值

入口函数

• 在.h中对函数原型进行声明

在.c中对函数进行定义

模型的数据结构

模型的数据结构（model data structure）指的是根模型的timing，solvers等real-time信息。如ert_main.c中的OverrunFlag标志位。
model data structure和参数（parameter）很类似，如下：

• 在.h中结构体类型定义

• 在types.h中结构体typedef另命名

• 在.c中用extern将另命名后的结构体实例化声明

• 在.c中进行变量或指针的定义

• 在主函数中使用

3. 代码生成过程

过程分为3块：模型编译，代码生成，可执行文件生成（可选）。
编译过程：model.slx → model.rtw（描述文件：输入输出/变量） → .c.h → 通过makefile生成model.exe，图示如下：

详细描述3个步骤示图：

模型编译

代码生成

可执行文件生成（可选）