使用 Simulink 进行 STM32 编程

目录

介绍
所需材料

• 步骤 1：在MATLAB中设置STM32-MAT软件路径
• 步骤 2：在STM32CubeMX中创建一个项目
• 步骤 3：配置时钟和 GPIO 引脚
• 步骤 4：项目经理并生成代码
• 步骤 5：在 Simulink 中创建模型
• 步骤 6：在模型中插入 STM32_Config 模块
• 步骤 7：创建模型
• 步骤 8：编译并生成代码
• 步骤 9：将代码上传到硬件中

介绍

欢迎读者，在本博客中，我们将逐步介绍使用 Simulink 进行 STM32 编程的过程。在直接进入步骤之前，我们先讨论一下为什么需要使用Simulink对STM32进行编程？STM32采用ARM cortex M架构。由于其较低的成本和良好的性能，它被用于许多应用。使用 Arduino IDE 对 STM32 进行编程非常简单，因为人们开发了许多库。但是，当您开始开发复杂的嵌入式或控制系统时，使用 Arduino IDE 编写裸机代码是一件忙碌的事情。Simulink 的出现使这个过程变得更加容易。您可以使用块开发复杂的系统，并使用 Simulink 功能对其进行测试，然后生成可编译并生成二进制文件的“c”代码，以便该二进制文件可以直接闪存到 STM32 中。现在就完成了，复杂的系统已部署在物理层面。 在本博客中，我们将使用 Simulink 开发模型和嵌入式编码器，以生成同一模型 STM32CubeMX 的“c”代码，用于开发配置文件 (.ioc) 和 Keil 的 MDK-ARM 来构建项目并将其闪存到控制器中。我们将使用 STM32f103c8t6（也称为 Blue Pill）作为目标 MCU。

所需材料

让我们看一下所需的软件和软件包：

来自 MATLAB：

• MATLAB 编码器（附加组件）

• Simulink Coder（附加组件）

• 嵌入式代码（附加）
  来自意法半导体：

• STM32CubeMX
  用于开发 STM32 应用程序的 STM32-MAT/TARGET 工具包

• STM32-MAT/TARGET 已从相应网站中删除。

以下任一工具链：

• STMicroElectronics 的 STM32CubeIDE
• 来自 Keil 的 MDK-ARM
• IAR 的 EWARM

所需硬件：

• STM32F103C8T6（蓝丸）微控制器
• STLink v2
• 面包板
• 4 × 跳线

让我们逐步完成该过程。

• Step-1：在MATLAB中设置STM32-MAT软件路径
  安装完所有软件和附加组件后，打开 MATLAB，选择“设置路径”选项，然后选择安装 STM32-MAT/TARGET 期间在位置“c:/MATLAB/STM32-MAT/STM”创建的文件夹工具包。

设置STM32-MAT文件的路径

在 MATLAB 中设置 STM32-MAT 文件的路径

选择STM32-MAT软件文件

注意：如果您在上述指定路径中没有找到 STM32 文件夹，请确保 STM32-MAT/TARGET 工具包已正确安装。单击此处下载该实用程序。

• 步骤2：在STM32CubeMX中创建一个项目
  现在打开 STM32cubeMX 并通过选择“ACCESS TO MCU SELECTOR”创建一个新项目。

在STM32CubeMX中创建一个项目

在MCU/MPU选择器中，输入部件号“STM32F103C8T6”，并在列表中选择“STM32F103C8TX”选项，然后单击开始项目。

选择单片机

步骤 3：配置时钟和 GPIO 引脚
单击开始项目后，您将获得引脚分配视图。现在设置时钟。在系统核心中，选择“ RCC ”选项，然后在“ High-Speed Clock ”部分选择“ Crystal/Ceramic Resonator ”。

将时钟设置为水晶/陶瓷谐振器

现在设置 GPIO。选择“PC13”并将其设置为“GPIO_Output”。

选择 GPIO 并设置为输出

现在，在“系统核心”部分中选择“GPIO”选项，然后选择“GPIO”并选中修改后的复选框。现在更改引脚配置，如下图所示。

修改GPIO配置

第 4 步：项目经理并生成代码
现在打开项目管理器，如图所示编辑详细信息，然后单击生成代码。

关闭单击“代码生成”选项卡后弹出的打开的对话框，然后打开 MATLAB。

步骤 5：在 Simulink 中创建模型
在保存“ blink.ioc ”文件的同一文件夹中创建一个空白模型，如下图所示。

创建空白 Simulink 模型

现在从模拟选项卡打开模型设置并更改求解器部分中的参数，如下图所示。

配置求解器参数

打开“代码生成”选项卡，然后使用浏览选项选择“STM32.tlc”选项作为系统目标文件。现在选择“代码生成”部分下的“STM32 选项”。

更改系统目标文件

选中“STM32CubeMx路径更新”复选框并选择“更新安装路径”选项。现在应用更改并关闭“模型设置”对话框。

更新STM32CubeMX路径

步骤 6：在模型中插入 STM32_Config 模块

现在打开“Library Browser”并选择“STM32_Config”块，将此块添加到模型中。

选择STM32_Config模块

注意：如果您没有找到“Target Support Package – STM32 Adapter”选项，请确保 STM32-MAT/TARGET 工具包已正确安装。单击此处下载并正确安装。

双击“STM32_Config”块，在打开的对话框中选择“选择STM32配置文件”选项。现在选择在步骤 4 中创建的“.ioc”文件。

选择STM32配置文件

第 7 步：创建模型
通过选择并排列相同的块来完成建模，如下图所示。

选择 GPIO 和脉冲发生器模块

以下是脉冲块参数。

脉冲发生器块

Step-8：编译并生成代码
完成建模后，通过选择“建模”选项卡下的“更新模型”选项来编译模型。

编译模型

编译完成后，进入“APPS”部分并选择Embedded Coder。

启动嵌入式编码器应用程序

现在构建项目（可能需要一些时间）。下图第二个框中是Embedded coder生成的代码报告。

构建模型

步骤9：将代码上传到硬件中
代码报告生成后，打开“STM32CubeMx”并选择“生成代码”选项，现在出现一个对话框选项。选择“打开项目”选项。

生成代码

在打开 MDK-Keil IDE 之前，我们先来了解一下硬件。

STM32F103C8T6

STLINK-V2

在将二进制文件写入 STM32 之前，将 STM32 的“Boot0”引脚切换为“HIGH”。如下图所示连接 STM32 和 STLink v2 之间的连接。

STM32与STLink之间的连接

现在打开 MDK-Keil IDE 并构建项目。此后，您将收到“0”错误和“0”警告。现在将模型加载到 STM32 中。您将在控制台中收到“完成加载”消息。

构建项目并将代码加载到STM32中

现在将“Boot0”切换回“LOW”并按下重置按钮，如下图所示。

切换回“boot0”引脚

现在内置 LED 开始闪烁。

结论

“ Simulink ” 和 “ Embedded Coder ”使复杂嵌入式系统和控制系统的原型设计变得更加容易。在将模型的二进制文件部署到硬件中之前，我们可以在 Simulink 中测试系统或模型的错误和性能。