详解stateflow建模与应用实例

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1、port_label('input',1,'signal');port_label('output',1,'gain');port_label('output',2,'saturation');port_label('output',3,'sample');port_label('output',4,'error');image(imread('dianji.jpg'))第3章Stateflow建模与应用Stateflow是有限状态机（finitestatemachine）的图形工具，它通过开发有限状态机和流程图扩展了Simulin

2、k的功能。Stateflow使用自然、可读和易理解的形式，可使复杂的逻辑问题变得清晰与简单，并且还与MATLABSimulink紧密集成，为包含控制、优先级管理、工作模式逻辑的嵌入式系统设计提供了有效的开发手段，是本书的核心内容之一。读者在5~8章将看到Stateflow应用于MCU器件的嵌入式开发，尤其显得得心应手，一些采用传统方法难于实现的算法，如果利用Stateflow建模却非常容易。大到导弹、航空航天器的控制，小到点亮一个发光二极管，Stateflow都非常称职。Stateflow状态图模型，还可利用StateflowCo

3、der代码生成工具，直接生成C代码。Stateflow的主要功能包括：l使用层次化、可并行的、有明确执行语义的元素，来描述复杂的逻辑系统。l采用流程图定义图形化函数。l利用真值表实现表格形式的功能。l使用临时逻辑处理状态转移与事件。l支持Mealy和Moore有限状态机。l可集成用户自定义的C代码。l可用动画的形式显示状态图的仿真运行过程，并可记录数据。l调试器使用图形化断点进行单步调试，并可观察其中的数据。本章主要内容：lStateflow工作原理与基本概念l建立Stateflow状态图与流程图lStateflow的层次结构与并行

4、机制lStateflow应用3.1Stateflow基本概念Stateflow对象可分为图形对象与非图形对象。图形对象有状态、历史节点、迁移、默认迁移、连接节点、真值表、图形函数、EmbeddedMATLAB函数、盒函数、Simulink函数；非图形对象有事件、数据、目标。本节首先介绍常用的对象：状态、迁移、数据、事件的概念和使用，连接节点留待3.3节、历史节点留待3.4节，其余对象留待3.5节说明。Stateflow状态机使用一种基于容器的层次结构管理Stateflow对象，也就是说，一个Stateflow对象可以包含其他Stat

5、eflow对象。最高级的对象是Stateflow状态机，它包含了所有的Stateflow对象，因此也就包含了Simulink中的所有Stateflow状态图，以及数据、事件、目标对象。同样地，状态图包含了状态、盒函数、函数、数据、事件、迁移、节点与注释事件（noteevents）。用户可以使用这一系列对象，建立一个Stateflow状态图。而具体到一个状态，它也可以包含上述的对象。图3.1.1抽象地说明了这样的关系，而图3.1.2则具体地说明了Stateflow状态机的组成。图3.1.1Stateflow层次机构（数据字典）图3.1

6、.2Stateflow状态机的组成3.1.1状态图编辑器在Simulink模块库浏览器，找到Stateflow模块，如图3.1.3所示，添加入模型窗口，如图3.1.4所示。图3.1.3Stateflow模块用户也可以使用以下命令，建立带有Stateflow状态图的Simulink模型，如图3.1.4所示，同时打开Stateflow模块库，如图3.1.5所示。>>sf图3.1.4带有Stateflow状态图的Simulink模型图3.1.5Stateflow模块库用户还可以直接使用以下命令，快速建立带有Stateflow状态图的Sim

7、ulink模型。>>sfnew双击Chart模块，打开Stateflow编辑器窗口，如图3.1.6所示，左侧工具栏列出了Stateflow图形对象的按钮。图3.1.6Stateflow编辑器窗口3.1.2状态状态可以理解为事件驱动系统中的模式，可分为激活与非激活状态，而状态是否激活则是由状态图中的事件与条件决定的，若没有预先定义的事件或条件发生，状态将一直保持其原先的激活或非激活状态。1.状态的层次结构状态可以包含除了目标（详见第3.6.6节）以外的所有Stateflow对象，所以状态内部可以有其他状态，如图3.1.7所示，处于外层

8、的A称作超状态（或父状态），处于内部的B称作子状态。每一个状态都有其父状态，图3.1.7中，状态A的父状态就是Stateflow状态图本身。图3.1.7超状态与子状态2.状态的横向结构在Stateflow状态图的顶层或某一超状态下，通