機器人(ren)(ren)相對是(shi)以后(hou)的一(yi)個熱門(men)話題之一(yi)。從實驗室機器人(ren)(ren)到各類翻新玩具(ju)機器人(ren)(ren)，愈來愈多(duo)的技(ji)巧愛好者從存眷(juan)到理論，紛繁投(tou)身機器人(ren)(ren)開辟的度(du)量。

工欲善其(qi)事，必先利(li)其(qi)器。

MATLAB/Simulink算法(fa)開(kai)辟(pi)平臺作為汽車(che)、兵工等行業停止控制算法(fa)計(ji)(ji)劃的(de)必(bi)備對(dui)象，基于Simulink模子的(de)建模、仿真、測(ce)試驗證和代碼(ma)生成的(de)計(ji)(ji)劃理念也正在替換傳統的(de)手寫C代碼(ma)的(de)開(kai)辟(pi)流(liu)程，成為算法(fa)開(kai)辟(pi)的(de)主(zhu)流(liu)與將來(lai)的(de)趨向(xiang)。

那(nei)關于開辟機器人意味(wei)著甚么呢？

您不(bu)只可(ke)以解脫(tuo)繁復的(de)(de)C代(dai)碼編程，借可(ke)以借助MATLAB壯大的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)具箱系列，經(jing)由過程仿真去資(zi)助您測試算法(fa)、優化參(can)數等(deng)(deng)等(deng)(deng)。若是用戶采辦了代(dai)碼生(sheng)成工(gong)(gong)(gong)具箱，借可(ke)以提取所天生(sheng)的(de)(de)嵌(qian)入式C/C++算法(fa)函數，集成到本人內部的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程項目(mu)中來，那(nei)也是貿易產(chan)品開發的(de)(de)主流取舍。

MATLAB/SimulinkSupportPackage

MATLAB/SimulinkSupportPackage為一系列所撐持的(de)(de)板卡(ka)供(gong)給了根(gen)本(ben)的(de)(de)驅(qu)動模塊(kuai)，只須(xu)要(yao)正在軟件界面上停(ting)止簡略(lve)的(de)(de)設置，便可以將實現框圖式的(de)(de)算法模子一鍵下載(zai)到硬件板卡(ka)上去，有助于咱們快捷實現初期創意，縮短原型開發周(zhou)期。

經由過程(cheng)它，咱們可(ke)以(yi)很簡單實現與(yu)這(zhe)些硬件通信(xin)，讀取(qu)數據到MATLAB情況停止剖(pou)析跟處置(zhi)懲罰，輕松(song)下載Simulink這(zhe)類框圖式的算法去實現各類有創意的使用(yong)。

從模子到實現

利用(yong)MATLAB/SimulinkSupportPackage相當于攤平(ping)了從(cong)Simulink到硬件(jian)實現的(de)路，使(shi)得沒有善于寫C代(dai)碼的(de)人可(ke)以完(wan)全(quan)解脫代(dai)碼實現的(de)困擾，借助Simulink平(ping)臺也能隨意馬(ma)虎的(de)開(kai)辟(pi)出更多(duo)風趣的(de)使(shi)用(yong)去。

案例先容

利用光敏電阻(zu)節制(zhi)LED燈

硬件：ArduinoMEGA2560

Step1：硬件連線(xian)

應用(yong)光(guang)敏電(dian)阻(zu)與流動電(dian)阻(zu)串連造成(cheng)分壓電(dian)路，并將(jiang)分壓電(dian)壓讀(du)入Arduino，然后用(yong)這個(ge)(ge)值來輸出節制(zhi)發(fa)光(guang)二極(ji)管的明暗。將(jiang)分壓電(dian)壓值讀(du)入Arduino的A1引(yin)腳(jiao)；將(jiang)發(fa)光(guang)二極(ji)管的正極(ji)毗(pi)鄰PWM的第(di)二個(ge)(ge)引(yin)腳(jiao)，以(yi)下圖所示。

硬件毗鄰圖

Step2：軟件籌備

經(jing)由過程MATLAB主界面上的(de)Add-Ons的(de)GetHardwareSupportPackages領(ling)導，取(qu)舍(she)所須要裝置的(de)撐持包。

安裝包下載出口

取舍Arduino，依據領導提醒下載或(huo)裝置撐(cheng)持(chi)包。

下載安裝領導

裝(zhuang)置實現后(hou)，翻開SimulinkLibraryBrowser中的SimulinkSupportPackageforArduinoHardware庫(ku)，以(yi)下圖。咱(zan)們可(ke)以(yi)看到(dao)為Arduino供給的一系列驅(qu)動(dong)模塊，從(cong)模塊的示(shi)意圖和端口的符(fu)號(hao)，咱(zan)們可(ke)以(yi)也許料到(dao)它的作用：從(cong)各種類型的板卡接口讀取或輸出旌旗燈(deng)號(hao)。

此外從左側樹(shu)狀圖可以看到，借(jie)供給了EthernetShield與WifiShield的(de)驅動模塊。

Arduino撐持庫

Step3：建模

Simulink建模(mo)可以簡略描寫為模(mo)塊的(de)拖拽與連線(xian)的(de)進程。

咱們須要(yao)從A1端(duan)口(kou)讀取分壓旌旗(qi)燈號，以是(shi)從庫里拖(tuo)入一(yi)個(ge)AnalogInput模塊，并雙(shuang)擊設置(zhi)(zhi)端(duan)口(kou)號為1，設置(zhi)(zhi)采(cai)樣工夫為0.01S。此外(wai)借須要(yao)輸出(chu)到PWM的(de)第二個(ge)引(yin)腳，以是(shi)拖(tuo)入一(yi)個(ge)PWM模塊，并雙(shuang)擊設置(zhi)(zhi)端(duan)口(kou)號為2。

為了簡化全部下載進程，咱們這里對旌旗燈(deng)號(hao)沒有做(zuo)任何算(suan)法處(chu)置(zhi)懲罰，間接將兩(liang)個模塊連(lian)接起來，以下圖。那也便意味著LED的亮(liang)度與(yu)光敏(min)電阻形態間接相(xiang)關。

模子截圖

Step4：編譯下(xia)載(zai)

SimulinkSupportPackageforArduinoHardware撐持簡直一切的(de)Arduino型(xing)號。正在點擊(ji)白(bai)色方框的(de)按鈕編譯下載之前，須要經(jing)由過程設置(zhi)頁面(mian)去指定以后(hou)所利用的(de)Arduino板(ban)卡類型(xing)。

設置Arduino板(ban)卡

確保(bao)Arduino與電腦相連(lian)，點擊上圖模子截圖中(zhong)白色方框的(de)編(bian)譯(yi)按鈕(niu)，框圖將會自(zi)動(dong)天生(sheng)C/C++代碼，并后盾自(zi)動(dong)挪用(yong)ArduinoIDE停止編(bian)譯(yi)下載到Arduino板卡上去。此時，您用(yong)腳(jiao)捂住光敏電阻，便會看到LED燈亮度的(de)變(bian)更(geng)。

Step5：在(zai)線調試

關于ArduinoMEGA2560等型號(hao)(hao)，借(jie)撐持在線(xian)調試。正在設置(zhi)頁面，除取舍(she)型號(hao)(hao)中，以下圖設置(zhi)為“Externalmodel"。

設置在線調試運轉

點擊(ji)綠色(se)按鈕起頭仿(fang)真。

此時(shi)(shi)，框圖一樣被天生代(dai)碼(ma)并編譯下載到Arduino上運(yun)轉，同時(shi)(shi)Simulink模(mo)子運(yun)轉，雙擊翻開(kai)示波器(qi)Scope模(mo)塊(kuai)及(ji)時(shi)(shi)看(kan)到以后(hou)所讀取的(de)傳感器(qi)旌旗燈號。這個數據也可以保留(liu)下載，做前(qian)期傳感器(qi)標定(ding)與剖析(xi)。

旌旗燈號波形

傳(chuan)感器標定(ding)，也就是時常皆須要將原始值(zhi)停(ting)止線(xian)性或非(fei)線(xian)性縮放和平移，失掉有(you)物(wu)理含意的數值(zhi)，好比(bi)自定(ding)義的光照(zhao)強度等(deng)級。以下圖，中央接入一個簡略的查表(biao)模塊停(ting)止線(xian)性縮放。

撐持一鍵下載的硬件(jian)除舉例(li)的Arduino之另有良多，算法的計(ji)劃(hua)也可以非常(chang)復(fu)雜。實際上，越是龐(pang)大的算法，才越能表現框圖式(shi)算法計(ji)劃(hua)方(fang)式(shi)的劣勢。

下載安(an)裝對(dui)應的(de)硬件撐持包之后，資(zi)助文檔(dang)里皆會(hui)供(gong)給由淺入深的(de)使用案(an)例。以下圖是一(yi)個LEGO解(jie)魔方算法的(de)一(yi)個案(an)例。

LEGO解魔方(fang)算(suan)法模子

翻開這個(ge)模子，點(dian)擊編譯，便可以把這個(ge)算法(fa)完全(quan)下載到(dao)LEGO機器(qi)人上去了，有(you)樂趣的可以本人親自動手試一試。