Stateflow 建模与应用.pdf

第3 章Stateflow 建模与应用 Stateflow 是有限状态机 （finite state machine ）的图形工具，它通过开发有限 状态机和流程图扩展了Simulink 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MATLAB\Simulink 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Stateflow Coder 代码生成工具，直 接生成C 代码。 Stateflow 的主要功能包括：  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。  采用流程图定义图形化函数。  利用真值表实现表格形式的功能。  使用临时逻辑处理状态转移与事件。  支持Mealy 和Moore 有限状态机。  可集成用户自定义的C 代码。  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。  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：  Stateflow 工作原理与基本概念  建立Stateflow 状态图与流程图  Stateflow 的层次结构与并行机制  Stateflow 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、 Embedded MATLAB 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Stateflow 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（note events）。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。 状态机 数据/ 数据/ 目标 目标 事件 事件 状态图 迁移 节点 迁移 节点 数据/ 数据/ 标注 标注 事件 事件 状态/盒函数