simulink如何调用c语言算法

Simulink 调用 C 语言算法的方法：通过 S-Function 模块、使用 Legacy Code Tool、通过 MATLAB Function 模块、通过 Embedded MATLAB Function 模块。下面将详细描述通过 S-Function 模块的方法。

Simulink 是一个强大的工具，用于建模、仿真和分析多领域的动态系统。在许多情况下，您可能需要在 Simulink 模型中调用现有的 C 语言算法。通过 S-Function 模块，用户可以轻松地集成自定义的 C 代码，并在 Simulink 环境中运行这些代码。本文将详细介绍如何通过 S-Function 模块在 Simulink 中调用 C 语言算法，并提供其他几种常见的方法。

一、S-FUNCTION 模块

1、什么是 S-Function

S-Function（系统函数）是 Simulink 中的一种接口，它允许用户编写自定义的 C、C++ 或 MATLAB 代码来扩展 Simulink 的功能。通过 S-Function，用户可以创建自定义的 Simulink 模块，这些模块可以执行复杂的计算或接口到外部硬件。

2、创建 S-Function

1. 编写 C 代码

首先，编写一个简单的 C 函数。例如，一个计算加法的函数：

/* add.c */

#include "add.h"
void add(double u1, double u2, double *y) {
    *y = u1 + u2;
}

对于这个函数，我们还需要一个对应的头文件：

/* add.h */

#ifndef ADD_H
#define ADD_H
void add(double u1, double u2, double *y);
#endif /* ADD_H */

2. 编写 S-Function

接下来，我们需要编写一个 S-Function 的 C 文件来调用这个函数。这个文件需要包含一些特定的 S-Function 宏和函数，例如 mdlInitializeSizes 和 mdlOutputs。以下是一个示例：

#define S_FUNCTION_NAME  add_sfunc

#define S_FUNCTION_LEVEL 2
#include "simstruc.h"
#include "add.h"
static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S) {
    ssSetNumSFcnParams(S, 0); 
    if (ssGetNumSFcnParams(S) != ssGetSFcnParamsCount(S)) {
        return; 
    }
    if (!ssSetNumInputPorts(S, 2)) return;
    ssSetInputPortWidth(S, 0, 1);
    ssSetInputPortWidth(S, 1, 1);
    ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);
    ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 1, 1);
    if (!ssSetNumOutputPorts(S, 1)) return;
    ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);
    ssSetNumSampleTimes(S, 1);
}
static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S) {
    ssSetSampleTime(S, 0, INHERITED_SAMPLE_TIME);
    ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);
}
static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid) {
    InputRealPtrsType u1 = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S, 0);
    InputRealPtrsType u2 = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S, 1);
    real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S, 0);
    add(*u1[0], *u2[0], y);
}
static void mdlTerminate(SimStruct *S) {}
#ifdef MATLAB_MEX_FILE
#include "simulink.c"
#else
#include "cg_sfun.h"
#endif

3. 编译 S-Function

将上述代码保存为 add_sfunc.c，并使用 MATLAB 的 mex 命令进行编译：

mex add_sfunc.c add.c

4. 在 Simulink 中使用 S-Function

打开 Simulink，拖动一个 S-Function 模块到您的模型中，并将其 S-Function 名称设置为 add_sfunc。连接输入和输出端口，然后运行仿真。

二、使用 Legacy Code Tool

1、介绍

Legacy Code Tool 是 MATLAB 提供的一种工具，可以帮助用户将现有的 C/C++ 代码集成到 Simulink 中。它通过自动生成 S-Function 来调用用户的 C/C++ 代码。

2、步骤

1. 编写 Legacy Code Tool 脚本

创建一个 MATLAB 脚本，例如 legacy_code_script.m：

def = legacy_code('initialize');

def.SFunctionName = 'add_sfunc';
def.OutputFcnSpec = 'void add(double u1, double u2, double y1[1])';
def.HeaderFiles = {'add.h'};
def.SourceFiles = {'add.c'};
legacy_code('sfcn_cmex_generate', def);
legacy_code('compile', def);
legacy_code('slblock_generate', def);

2. 运行脚本

在 MATLAB 命令行中运行该脚本：

run('legacy_code_script.m')

3. 在 Simulink 中使用生成的模块

运行脚本后，您会看到一个新的 Simulink 模块已经生成。将其拖动到您的模型中，并连接输入和输出端口。

三、通过 MATLAB Function 模块

1、介绍

MATLAB Function 模块允许用户在 Simulink 模型中直接编写 MATLAB 代码，并调用 C 代码。

2、步骤

1. 编写 MATLAB Function

在 Simulink 中拖动一个 MATLAB Function 模块到您的模型中，并双击打开编辑器。在编辑器中，编写如下代码：

function y = add(u1, u2)

coder.cinclude('add.h');
y = 0;
coder.ceval('add', u1, u2, coder.wref(y));

2. 配置代码生成

在 MATLAB Function 模块的属性中，确保启用代码生成并指定包含路径和源文件路径。

四、通过 Embedded MATLAB Function 模块

1、介绍

Embedded MATLAB Function 模块与 MATLAB Function 模块类似，但专为嵌入式代码生成优化。

2、步骤

与 MATLAB Function 模块的步骤类似，用户只需在 Embedded MATLAB Function 模块中编写代码并配置代码生成选项。

五、总结

通过以上方法，您可以在 Simulink 中轻松调用 C 语言算法。S-Function 模块提供了最大的灵活性，但可能需要更多的编写和调试工作。Legacy Code Tool可以自动生成 S-Function，从而简化集成过程。MATLAB Function 模块和Embedded MATLAB Function 模块则提供了直接在 Simulink 中编写 MATLAB 代码并调用 C 代码的简便途径。

无论选择哪种方法，都可以根据具体需求和使用场景进行选择。在实际应用中，推荐使用研发项目管理系统PingCode和通用项目管理软件Worktile，以便更好地管理和跟踪项目进展，提升团队协作效率。

相关问答FAQs：

1. 如何在Simulink中调用C语言算法？
在Simulink中调用C语言算法的方法有多种。一种常见的方法是使用S-function来实现。S-function是一种可编程的Simulink块，可以用C语言编写，然后将其添加到Simulink模型中。您可以在S-function中实现您的C语言算法，并将其与Simulink模型进行连接，以便在模拟过程中调用该算法。

2. 我该如何将我的C语言算法与Simulink模型进行集成？
要将C语言算法与Simulink模型集成，您可以使用S-function或MATLAB函数块。如果您选择使用S-function，您需要使用C语言编写一个S-function，然后将其添加到Simulink模型中。如果您选择使用MATLAB函数块，您可以在MATLAB中编写一个M文件，然后将其作为函数块添加到Simulink模型中。在这两种情况下，您需要确保正确连接输入和输出信号，以便正确调用C语言算法。

3. 是否有其他方法可以在Simulink中调用C语言算法？
除了使用S-function和MATLAB函数块之外，您还可以使用MATLAB Function块来调用C语言算法。MATLAB Function块是一种用于在Simulink中编写和调用MATLAB代码的块。在MATLAB Function块中，您可以编写C语言代码，并将其与其他Simulink块进行集成。这种方法比较灵活，允许您在Simulink中直接使用C语言算法，而无需编写额外的S-function或MATLAB函数块。