基于DSP28335的Matlab/Simulink代码生成实验模型

[hot]（原作者，csdn有相关教程）
[黄圆]可以用于入门学习数字信号处理器的使用，。c5

模型默认支持MATLAB 2017a及以上版本！

[1]代码生成模型均为本人亲自搭建，原理清晰，每个参数均亲自调节，绝非二手搬运。效果与商品图片中一致
实验一：点亮LED
实验二：蜂鸣器
实验三：按键输入
实验四：PWM
实验五：中断
实验六：PWM中断
实验七：A/D采样
实验八：SCI通信
实验九：L298单电机正反转调速
实验十：L298单电机按键调速
实验十一：QEP_M法测速

这是一个典型的基于模型设计（Model-Based Design, MBD）实验，旨在利用MATLAB/Simulink和Embedded Coder工具链，为TI的TMS320F28335 DSP自动生成可运行的C代码。

由于具体的.slx模型文件是二进制文件，无法直接以文本形式“付一下代码”，关键模块配置、以及生成代码所需的设置。您可以按照以下步骤在Simulink中复现该实验模型（以最基础的PWM输出或LED闪烁为例，这是入门必经之路）。

实验环境准备
软件: MATLAB R2017a 或更高版本（推荐R2020b及以上，支持更好的C2000支持包）。
必需工具箱:
Simulink
Embedded Coder
C2000 Microcontroller Blockset (必须在MATLAB附加功能资源管理器中安装 “Texas Instruments C2000 Microcontroller Blockset”)。
硬件: TMS320F28335开发板、XDS100v2或XDS200仿真器、Code Composer Studio (CCS) (用于编译和下载，虽然Simulink可以直接调用，但建议安装)。

模型搭建步骤 (以PWM波形生成为例)

这是您描述中提到的“实验四：PWM”的核心内容。

第一步：创建新模型
打开MATLAB，输入 simulink 启动库浏览器，新建一个空白模型。

第二步：配置求解器 (Solver)
双击模型空白处 -> Modeling -> Model Settings (或 Ctrl+E):
Solver: discrete (no continuous states)
Fixed-step size: 设置为PWM周期的倒数或更小。例如，若PWM频率为15kHz，周期约为66.6us。建议设置为 1e-5 (10us) 或更细，具体取决于控制算法需求。对于纯PWM生成，通常与PWM周期同步。
Stop time: inf (嵌入式系统通常无限运行)。

第三步：添加硬件支持包模块
在库浏览器中找到 C2000 Microcontroller Blockset -> C2000 F28335 (或 generic C2000)。

核心模块组合：
ePWM Module:
从库中拖入 ePWM 模块。
配置:
PWM Channel: 选择 EPWM1 (对应GPIO0)。
Period: 设置计数器周期值。假设DSP主频150MHz，欲得15kHz PWM：150,000,000 / 15,000 = 10,000。填入 10000。
Count Mode: Up-Down (中心对齐) 或 Up (不对称)。
Action Qualifier: 设置 CA (Compare A) 的动作。例如，当计数值等于比较值时置高/低。
Constant Module (Simulink Sources):
用于设定占空比。
连接 Constant 模块的输出到 ePWM 模块的 Duty 或 Compare 输入端口。
若要实现80%占空比（Up模式），比较值应为 10000 times 0.8 = 8000。
Data Type Conversion (可选):
如您描述的教程所示，如果Constant模块是double类型，而ePWM模块需要uint16，需加入 Data Type Conversion 模块，将输出转换为 uint16。

第四步：配置代码生成目标 (Target)
在 Model Settings -> Hardware Implementation:
Hardware board: 选择 Texas Instruments C2000 F28335 (如果没有具体型号，选 generic C2000浮点型)。
IDE Link Toolchain: 选择 Texas Instruments Code Composer Studio。
Target language compiler: C。

在 Embedded Coder 设置中:
确保勾选 Generate code only (如果只想看代码) 或 Build, Load and Run (如果连接了硬件)。

生成的代码结构预览

当您点击 Ctrl+B (Build Model) 后，Simulink会生成以下关键文件（通常在 slprj/ert/_sharedutils 和模型同名文件夹下）：

主要生成的C文件 (model_name.c) 逻辑如下：

/* Model step function - 这一步会在每个固定步长被调用 /
void model_name_step(void)
{
/ 获取输入信号 (占空比) /
/ 假设 Constant 模块值为 8000 */
uint16_T duty_cycle = 8000;

/* 写入DSP寄存器 - 这是Embedded Coder自动生成的底层操作 /
/ 对应 EPWM1 的 CMPA 寄存器 */
EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = duty_cycle;

/* 如果有多个通道，依次写入 */
// EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA = duty_cycle_2;
}

/* Initialization function - 上电初始化 /
void model_name_initialize(void)
{
/ 初始化系统时钟 */
InitSysCtrl();

/* 初始化 GPIO (将GPIO0映射为EPWM1A) */
EALLOW;
GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0 = 1; // 1 = EPWM1A
EDIS;

/* 初始化 ePWM 模块 */
InitEPwm1Gpio();

/* 配置 TBCLK, 周期, 计数模式等 */
EPwm1Regs.TBPRD = 10000; // 周期
EPwm1Regs.TBCTR = 0; // 清零计数器
EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 0; // 0 = Up-count mode
EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN = 0; // 禁用相位加载
EPwm1Regs.TBCTL.bit.SYNCOSEL = 0; // 同步输出

/* 配置动作限定器 (Action Qualifier) */
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = 1; // 计数值等于CMPA时置低 (举例)
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.ZRO = 2; // 计数值为0时置高

/* 启动PWM */
EPwm1Regs.TBCTL.bit.FREE_SOFT = 2; // 仿真模式下自由运行
}

常见实验模型类型 (参考您提到的教程系列)

根据搜索结果，该系列实验通常包含以下模型，您可以按需搭建：

LED闪烁 (GPIO Output):
模块：Digital Output (C2000库) + Pulse Generator。
原理：周期性翻转GPIO电平。
PWM波形生成 (ePWM):
模块：ePWM + Constant (占空比)。
用途：电机驱动、逆变器控制基础。
ADC采样 (Analog Input):
模块：ADC (C2000库) + Scope (通过串口上传数据) 或 Memory Block。
注意：需在模型配置中开启ADC中断或轮询模式。
闭环控制 (如直流电机双闭环):
模块：PID Controller + ADC (电流/速度反馈) + ePWM (输出)。
这是最核心的应用，展示MBD在复杂算法上的优势。

（A01_LED_Experiment），这是一个典型的LED闪烁实验。其逻辑是：利用一个周期性的锯齿波信号，通过比较器判断是否小于等于500，从而产生高低电平变化，驱动DSP的GPIO引脚输出，实现LED亮灭。

以下是该模型对应的手动搭建步骤、模块参数设置以及生成的C代码逻辑。

一、 Simulink 模型搭建与参数配置

请在MATLAB中新建一个Blank Model，并按以下顺序拖入模块并连接：

信号源模块 (对应图中 [1] lim)
模块名称: Repeating Sequence Stair (位于 Simulink/Sources)
注：截图中图标看起来像阶梯波，如果是普通锯齿波也可以用 Repeating Sequence，但为了生成整数比较，推荐用Stair。
参数设置:
Time values: [0, 1] (表示一个周期的时间归一化)
Output values: [0, 1000] (表示信号在0到1000之间循环变化)
Sample time: -1 (继承) 或设置为具体的步长，如 0.001。
Interpolation method: Zero-order hold (保持阶梯状) 或 Linear。

逻辑判断模块 (对应图中 [2] Modeling -> Model Settings:
Solver: discrete (no continuous states)
Fixed-step size: 必须设置一个固定步长，例如 0.001 (1ms)。这决定了LED闪烁的频率。
计算: 如果Repeating Sequence周期设为1秒，步长0.001，则LED将以1Hz频率闪烁（0.5秒亮，0.5秒灭）。

二、 生成的代码逻辑 (Embedded Coder)

当您点击 Ctrl+B (Build) 后，Simulink会自动生成针对TMS320F28335的C代码。以下是核心逻辑的伪代码还原，展示了模型是如何转化为DSP指令的：

/* 定义全局变量 */
uint16_T step_count;
boolean_T led_state;

/* Step函数：在每个固定时间步长被调用一次 /
void model_step(void)
{
/ 1. 生成重复序列信号 (对应模块 [1]) /
/ 假设逻辑是将时间映射到 0-1000 的范围 /
/ 这里简化为计数器逻辑 */
static uint16_T counter = 0;
counter++;
if (counter > 1000) {
counter = 0;
}

/* 2. 关系运算  Add-Ons -> Get Hardware Support Packages -> 搜索 "Texas Instruments C2000"。

编译报错 “Target language compiler not found”?
需要在 Model Settings -> Hardware Implementation 中，将 IDE Link Toolchain 设置为 Texas Instruments Code Composer Studio。
确保电脑上已安装 CCS (Code Composer Studio) 并且路径已添加到系统环境变量。
LED不亮或常亮？
检查 Fixed-step size。如果步长太小（如1us），人眼看不出闪烁，以为是常亮；如果步长太大，可能无法进入中断。建议先设为 0.1 (100ms) 测试明显的闪烁效果。
检查 GPIO引脚号 是否与开发板原理图一致（有些板子LED接在GPIO34，有些在GPIO0）。