【MATLAB】基于S-Function的RFID ASK调制
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在MATLAB代码中调用用户自定义的S-Function.m文件
在MATLAB代码中调用用户自定义的S-Function.m文件
1. 将S-Function.m 文件添加到MATLAB搜索路径中。
a. 在MATLAB命令窗口中使用addpath函数将S-Function.m文件所在的目录添加到MATLAB搜索路径中。例如:addpath('C:\MySfuncFolder')
b. 可以将文件夹路径添加到MATLAB搜索路径中。在MATLAB窗口下,单击Set Path,然后选择Add Folder,将S-Function.m文件所在的文件夹添加到搜索路径中。
2. 在MATLAB代码中使用s-function构造函数创建S-Function对象,并设置输入、输出和参数属性。例如:
s = sfunction('mySfunc');
s.InputPortWidth = 1;
s.InputPort(1).DatatypeID = 0;
s.OutputPortWidth = 1;
s.OutputPort(1).DatatypeID = 0;
s.NumDialogPrms = 0;
这将创建一个名为"mySfunc"的S-Function对象,并设置输入和输出端口的数据类型和宽度属性。
3. 调用set函数设置S-Function对象的输入端口数据。例如:
set(s, 'Inputs', {1});
这将设置S-Function对象的一个输入端口数据为1。
4. 调用evaluate函数运行S-Function对象,并获取输出结果。例如:
y = evaluate(s);
disp(y);
这将运行S-Function对象并获取输出结果y,并在命令窗口中打印输出结果。
需要注意的是,S-Function.m文件需要遵循特定的S-Function接口规范,包括输入和输出参数及执行函数。开发人员需要了解如何编写或使用S-Function代码,并按照规范实现S-Function接口。在MATLAB中调用S-Function.m时,需要创建S-Function对象并设置相关属性,然后运行evaluate函数以获取输出结果。
编写S-Function实现ASK调制
1. 创建S-Function模板。可以使用MATLAB提供的S-Function模板创建S-Function。在MATLAB命令窗口中输入以下代码即可创建一个基本的S-Function模板:
sfcn_template
2. 编写S-Function函数。
a. 打开生成的S-Function源文件(sfun_template.c),可以在S-Function函数中实现ASK调制。
b. 在S-Function函数中定义输入、输出和参数,以便从Simulink模型中获取输入数据,执行ASK调制算法,并将输出数据返回模型。
c. 实现S-Function函数的输出函数,在这里可以进行ASK调制。例如:
static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid) {
double *y = (double *)ssGetOutputPortSignal(S, 0);
double *u = (double *)ssGetInputPortSignal(S, 0);
double fc = *mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,0));
double f = 2.0*M_PI*fc;
int_T i;
for (i=0; i < ssGetOutputPortWidth(S,0); i++) {
if (u[i] == 0) {
y[i] = sin(0);
} else {
y[i] = sin(f*(double)tid*u[i]);
}
}
}
在上面的代码中,首先从S-Function参数中获取载波频率(fc),然后计算调制波的频率(f)。接下来,使用for循环遍历每个样本,并应用ASK调制算法。
3. 将S-Function文件编译成二进制文件。在MATLAB命令窗口中,使用mex命令编译S-Function文件。例如: mex sfun_template.c 这将在当前工作目录中生成一个二进制文件sfun_template.mexw64或sfun_template.mexa64(取决于您的系统架构)。
4. 在Simulink模型中使用S-Function。在Simulink模型中,将S-Function块拖放到模型中,并设置参数中所需的载波频率等参数。
5. 连接输入、输出和参数信号。使用连接器工具将需要的信号连接到S-Function块。
6. 模型运行和验证。启动模型模拟并验证输出结果。
需要注意的是,编写S-Function需要了解MATLAB-Simulink的基本知识和C编程的基础知识,以及S-Function所需的接口规范。可以参考MATLAB的官方文档和例子学习如何编写S-Function。本例中只是简单示例,不能完全适用于所有的ASK调制需求。
使用MATLAB语言编写S-Function源文件
1. 创建S-Function模板。
a. 在命令行窗口,键入以下命令以创建一个基本的S-Function模板:
sfcnnew
b. 选择“MATLAB S-Function”模板,并输入S-Function名称和路径。然后单击“Create”按钮以生成S-Function模板。
2. 编写S-Function函数。
a. 在MATLAB Editor中打开生成的S-Function源文件(例如mySfunc.m),在S-function函数中定义输入、输出和参数。
b. 在S-Function函数中实现ASK调制。例如:
function mySfunc(block)
setup(block);
function setup(block)
block.NumInputPorts = 1;
block.NumOutputPorts = 1;
block.InputPort(1).Dimensions = 1;
block.InputPort(1).DirectFeedthrough = false;
block.OutputPort(1).Dimensions = 1;
block.OutputPort(1).SamplingMode = 'sample';
block.SampleTimes = [-1 0];
block.NumDialogPrms = 1; %载波频率
fc = block.DialogPrm(1).Data; assignin('base', 'fc', fc);
block.RegBlockMethod('Outputs', @Outputs);
function Outputs(block)
u = block.InputPort(1).Data;
time = block.CurrentTime;
f = 2.0 * pi * evalin('base', 'fc');
if (u == 0) {
y = sin(0);
} else {
y = sin(f * time * u);
}
block.OutputPort(1).Data = y;
在上面的代码中,我们在S-Function的setup方法函数中设置输入、输出和参数的属性,并读取模板参数中的载波频率。在Outputs方法函数中,我们从输入端口u中读取二进制输入,计算ASK调制的输出,并将输出结果写入到输出端口y中。
以下是一个用MATLAB编写的基本的ASK的S-Function函数,它有三个输入参数,分别是数字信号,高电平正弦和低电平正弦。
function [sys,x0,str,ts] = ask_sfun(t,x,u,flag)
% ASK S-Function函数
% 输入参数:
% t: 时间向量
% x: 状态向量(这里为空)
% u: 输入向量,包含数字信号,高电平正弦和低电平正弦
% flag: 状态标识符,用于指定函数的操作模式
switch flag,
case 0 % 初始化
[sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes();
case 2 % 更新状态
sys = mdlUpdate(t,x,u);
case 3 % 输出结果
sys = mdlOutputs(t,x,u);
case {1,4,9} % 不使用的标识符
sys = [];
otherwise % 错误处理
error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);
end
function [sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes()
% 初始化函数
% 设置函数的输入和输出数量、样本时间等信息
% 设置结构体
sizes = simsizes;
sizes.NumContStates = 0; % 连续状态数量为0
sizes.NumDiscStates = 0; % 离散状态数量为0
sizes.NumOutputs = 1; % 输出数量为1
sizes.NumInputs = 3; % 输入数量为3
sizes.DirFeedthrough = 1; % 有直接通道
sizes.NumSampleTimes = 1; % 样本时间数量为1
% 指定样本时间
ts = [0 0];
% 初始化状态向量
x0 = [];
% 设置函数名
str = ['ask_sfun'];
% 返回结构体
sys = simsizes(sizes);
function sys = mdlUpdate(t,x,u)
% 更新函数
% 这里不需要进行状态更新,直接返回空向量
% 返回空向量
sys = [];
function sys = mdlOutputs(t,x,u)
% 输出函数
% 计算ASK信号
% 获取输入参数
f_high = u(2); % 高电平正弦频率
f_low = u(3); % 低电平正弦频率
digital_signal = u(1); % 数字信号
t_sample = t(1); % 当前样本时间
t_symbol = t_sample:1/f_high:t_sample+1/f_high; % 符号时间
% 根据数字信号选择高电平正弦或低电平正弦
if digital_signal == 1 % 数字信号为1,选择高电平正弦
output_signal = sin(2*pi*f_high*t_symbol);
else % 数字信号为0,选择低电平正弦
output_signal = sin(2*pi*f_low*t_symbol);
end
% 返回ASK信号
sys = output_signal;
在Simulink中调用S-function
1. 打开Simulink模型,单击“模型导航器”中的“库浏览器”按钮。
2. 在“库浏览器”中,在左侧“Simulink”目录下找到“S-Function”库,并展开它。
3. 在“S-Function”库中选择一个S-function模块,将其拖动到编辑器窗口中。
4. 在“S-Function Builder”对话框中输入S-function的参数,并点击“OK”按钮。
5. 在模块参数中设置S-function的输入和输出端口。
6. 在S-function代码文件中实现S-function的计算逻辑和接口。
7. 单击“模型导航器”中的“仿真”按钮运行模型。 这样,Simulink就可以调用S-function,并按照定义的计算逻辑完成仿真任务。
注意,S-function可能需要使用C或C++语言编写,需要熟悉相关编程语言和Simulink的使用。