怎样利用Matlab的simulink搭建模型生成C代码呢

　　一、整体思路
　　利用Matlab的simulink搭建模型生成C代码，通过stm32cubemx生成工程，最后在KEIL或者IAR等工具里面编译生成代码下载至MCU中执行。
　　本文以流水灯建立模型和简单使用定时器为例进行演示。
　　二、开发环境
　　1、安装Matlab
　　Matlab版本建议在2013B以上，本文使用Matlab 2016a。
　　
　　2、安装STM32硬件支持包
　　安装完成后重启MATLAB。官网文档中提到，当前只支持F4和F3部分系列，F1系列生成代码后编译可能会报错，本文使用STM32-MAT版本V4.3.0。
　　
　　3、安装STM32CUBEMX
　　4、安装KEIL或者IAR等IDE
　　用于配置工程文件。
　　三、STM32硬件资源配置
　　1、打开STM32CUBEMX
　　选择“access to MCU selector”
　　
　　2、选择STM32芯片
　　以STM32F103R6为例。如果搜索不到，那么可能需要下载安装库文件
　　
　　下载对应的库文件即可。
　　
　　搜索到芯片后，选中点击“Start Project”，进入配置界面。
　　
　　3、首先选择时钟
　　这里选择HSE，使用外部晶振
　　
　　4、再配置GPIO
　　选择PA1-5作为LED灯。引脚状态选择为输出。
　　
　　
　　再根据硬件设计，配置IO上拉还是下拉。
　　
　　
　　5、最后配置时钟
　　选择最大72MHz。
　　
　　6、保存工程
　　输入工程文件信息
　　
　　选择生成的工程文件，如果是KEIL，那么选择“MDK-ARM V5”。
　　
　　最后保存即可。
　　
　　四、SIMULINK配置
　　1、配置MATLAB搜索路径
　　打开MATLAB，首先配置MATLAB搜索路径。
　　
　　将STM32-MAT的安装路径添加进来。
　　
　　添加完成后将MATLAB当前工作路径修改为第三步中IOC文件位置，默认是在Matlab安装位置，不修改的话后面生成代码的时候会报错。
　　
　　最后建议重启一下MATLAB。
　　2、打开SIMULINK
　　新建一个空白模型。
　　
　　打开配置界面
　　
　　3、选择STM32配置文件
　　
　　选择stm32.tlc。
　　
　　解算器（Solver）选项默认为固定步长，即“Fixed-step”，然后修改步长为1/10000，即0.1ms。也可以根据实际情况修改，默认为auto可能会导致程序运行时无法显示出效果。
　　
　　添加代码注释
　　
　　4、选择cubeMX路径
　　
　　五、模型搭建
　　Simulink配置完成后就可以自己搭建模型。
　　1、配置芯片
　　选择MCU config，将右侧模块拖动至刚刚新建的空白模型。
　　
　　
　　双击刚刚拖出来的模块，进入配置界面，选择第三步生成的IOC文件。
　　
　　
　　2、选择GPIO模块
　　
　　同样拖动至SIMULINK，双击该模块配置IO引脚，可以看到我们在cubemx里面配置的IO，勾选要打开的IO，点击确认即可。
　　
　　3、模型设计
　　使用”Counter Free-Running”模块进行计数，参数配置如下
　　
　　此配置的意思为每0.5秒计数一次，计数的最大值为2^Nbits – 1，其中Nbits为所填的2，所以这里最大值为3。
　　示波器显示和预期值一致。
　　
　　然后通过一个关系比较符，当计数值分别等于0，1，2，3，时，相应的GPIO输出为1。
　　
　　示波器仿真结果如图
　　
　　最后模型如图所示
　　
　　六、代码生成
　　模型设计完成后，仿真结果无误，就可以进行代码生成。按“Ctrl+B”或者如图所示点击，进行代码生成。
　　
　　
　　
　　最后生成工程目录如下
　　
　　“stmDemo_stm32”目录为matlab生成的原始代码。
　　IOC文件为stm32cubemx工程文件。
　　Slx文件为simulink模型文件。
　　其他的为KEIL工程中的代码。
　　七、编译下载验证
　　1、仿真验证
　　打开工程，代码编译完成后，下载程序到目标板。
　　
　　
　　这里使用proteus进行仿真，仿真中流水灯切换速度为5秒，比预定的时间0.5秒慢了10倍，仿真提示” Simulation is not running in real time due to excessive CPU load.”，说明仿真时单片机运行速度不是实时的。
　　
　　
　　为了进一步验证，再使用一个定时器进行让LED5以1Hz的频率闪烁。配置如下：
　　
　　模型如下：
　　
　　
　　
　　生成代码后编译报错，原因为F1系列的库函数中”__HAL_TIM_SetAutoreload”该函数未定义成” __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD”。
　　而在F4系列的库函数中是有该定义的，编译不会报错。
　　
　　因此生成的代码无法正常使用定时器，除非修改生成后的代码，这样并不是我们想要的。
　　2、开发板验证
　　最后以F429单片机为例，重新生成代码下载到单片机进行验证。IOC文件中，时钟配置为180MHz，其他步骤同第三~六步。
　　
　　代码生成完成后对工程进行配置，设置程序下载完成后重置运行，下载器根据实际情况设置为”CMSIS-DAP-Debugger”。
　　
　　
　　编译完成下载至单片机中，看是否满足设计要求。
　　经过验证该代码无误。
　　八、注意事项
　　1、代码生成后的处理
　　生成代码后，由于使用了systick（系统定时器），但是生成的代码中没有对其进行调用，所以需要在stm32f4xx_it.C中手动添加一行代码，否则程序可能无法正常运行。添加的代码为：HAL_SYSTICK_IRQHandler（）;
　　该问题具体原因未知，可能和stm32cubemx配置或者版本有关。
　　
　　2、Matlab工作路径
　　建议生成代码之前，将matlab工作路径指定到IOC文件位置，同时将SLX文件也放在同一个文件夹下，这样方便工程管理。
　　3、参考文档
　　在STM32-MAT安装路径下还有更多示例以及使用说明。
　　
　　4、Invalid index问题
　　Invalid index. Component:Simulink | Category:Block diagram error
　　matlab2018b中生成代码时出现上述问题
　　解决方法如下：
　　在simulink设置选项“hardware implementation”中把设备STM改为“custom processor”
　　
　　九、小结
　　总的来说该方法生成底层代码较复杂，而且配置繁琐。当然优点是基本不需要修改生成的代码，但实际上未能节省太多时间。
　　MATLAB自动生成的代码是标准的C代码，支持所有的MCU。因此建议在实际开发中能在Simulink环境下仿真的部分，通过Simulink实现；对于单片机底层这类没法在Simulink下仿真的软件，不应该打包到Simulink环境下。