在 C 语言状态图中调用 C 库函数

Simulink^® 模型中的 Stateflow^® 图具有一个动作语言属性，该属性定义状态和转移动作的语法。图的画布左下角的图标表示该图的动作语言。

MATLAB^® 作为动作语言。
C 语言作为动作语言。

调用 C 库函数

您可以调用 C 数学库函数的以下子集：

`abs^* ^**`	`acos^**`	`asin^**`	`atan^**`	`atan2^**`	`ceil^**`
`cos^**`	`cosh^**`	`exp^**`	`fabs`	`floor^**`	`fmod^**`
`labs`	`ldexp^**`	`log^**`	`log10^**`	`pow^**`	`rand`
`sin^**`	`sinh^**`	`sqrt^**`	`tan^**`	`tanh^**`
^* Stateflow `abs` 函数有自己的内置功能，超越了与其相当的标准 C 函数的功能。有关详细信息，请参阅调用 abs 函数。
^** 您也可以将对 C 数学库的调用替换为该函数子集的应用程序特定实现。有关详细信息，请参阅用应用程序实现替换数学库函数。

当您调用这些函数时，除非所有输入参数都显式设置为单精度，否则应用双精度。当发生类型不匹配时，会将输入参数强制转换为预期类型以替换原始参数。例如，如果使用整数参数调用 sin 函数，则将输入参数强制转换为类型 double 的浮点数以替换原始参数。

注意

由于 C 库函数的输入参数首先转换为浮点数，因此具有类型为 int64 或 uint64 的参数的函数调用会导致精度损失。

如果您调用上面未列出的其他 C 库函数，请打开“配置参数”对话框，并在仿真目标窗格中输入适当的 #include 语句，如 Configure Custom Code for Your Model 中所述。

调用 abs 函数

对 Stateflow abs 函数的解释超出了标准 C 版本，包含所有类型的整数和浮点参数，如下所示：

如果 x 是 int32 或 int64 类型的整数，则标准 C 函数 abs 应用于 x，即 abs(x)。
如果 x 是 int16 或 int8 类型的整数，则将标准 C abs 函数应用于转换为 int32 类型整数的 x，即 abs((int32)x)。
如果 x 是 double 类型的浮点数，则将标准 C 函数 fabs 应用于 x，即 fabs(x)。
如果 x 是 single 类型的浮点数，则将标准 C 函数 fabs 应用于转换为 double 类型的浮点数 x，即 fabs((double)x)。
如果 x 是定点数，则将标准 C 函数 fabs 应用于转换为 double 类型的定点数，即 fabs((double) V_x)，其中 V_x 是 x 的实际值。

如果您要使用严格意义上的标准 C abs 函数，则将其参数或返回值转换为整数类型。请参阅Type Cast Operations。

注意

如果您在自定义代码中声明 x，则在所有情况下都将应用标准 C abs 函数。有关将自定义代码插入图中的说明，请参阅Reuse Custom Code in Stateflow Charts。

调用 min 和 max 函数

您可以通过在生成的代码顶部自动发出以下宏来调用 min 和 max。

#define min(x1,x2) ((x1) > (x2) ? (x2):(x1))
#define max(x1,x2) ((x1) > (x2) ? (x1):(x2))

为了与名为 min() 或 max() 的用户图形函数保持兼容性，生成的代码使用以下格式的改造名称：<prefix>_min。但是，如果将 min() 或 max() 图形函数导出到模型中的其他图，则这些函数的名称将不再以生成的代码中的改造名称发出，因而会发生冲突。为避免这种冲突，请重命名 min() 和 max() 图形函数。

用应用程序实现替换数学库函数

您可以对代码生成器进行配置，以更改它为数学库函数生成的代码，使之符合应用程序的要求。要执行此操作，请将代码生成器配置为在代码生成期间应用代码替换库 (CRL)。如果您有 Embedded Coder^® 许可证，则可以开发并应用自定义代码替换库。

有关使用 MathWorks^® 提供的代码替换库替换代码的详细信息，请参阅什么是代码替换？ (Simulink Coder)和代码替换库 (Simulink Coder)。有关开发自定义代码替换库的信息，请参阅What Is Code Replacement Customization? (Embedded Coder)和Code You Can Replace From Simulink Models (Embedded Coder)。

调用自定义 C 代码函数

您可以指定用于 C 语言状态图的自定义代码函数以进行仿真和 C 代码生成。有关详细信息，请参阅Configure Custom Code for Your Model。

在图中调用自定义 C 函数的指导原则

使用名称、任意参数（置于括号内）以及分号（可选）来定义函数。
使用单引号将参数传递给用户编写的函数。例如 func('string')。
一个动作中可以嵌套多个函数调用。
动作可以调用返回标量值的函数（对于 MATLAB 函数，为 double 类型；对于用户编写的 C 函数，为任何类型）。

编写访问输入向量的自定义 C 函数的指导原则

使用 sizeof 函数来确定输入向量的长度。
例如，您的自定义函数可以包含使用 sizeof 的 for 循环，如下所示：
```
for(i=0; i < sizeof(input); i++) {
......
}
```
如果您的自定义函数多次使用输入向量长度的值，请在函数中包含指定输入向量长度的输入参数。
例如，您可以使用 input_length 作为 sum 函数的第二个输入，如下所示：
```
int sum(double *input, double input_length)
```
您的 sum 函数可以包含 for 循环，该循环将遍历输入向量的所有元素：
```
for(i=0; i < input_length; i++) {
......
}
```

转移动作中的函数调用

下图显示了使用转移动作表示法的函数调用的示例格式。

Chart that contains transition actions with calls to custom code functions fcn1 and fcn2.

如果以下条件成立，则使用 arg1、arg2 和 arg3 对 fcn1 进行函数调用：

S1 被激活。
发生事件 e。
条件 c 为 true。
转移目标 S2 有效。

从 S2 到 S3 的转移中的转移动作显示了嵌套在另一个函数调用中的函数调用。

状态动作中的函数调用

下图显示了使用状态动作表示法的函数调用的示例格式。

Chart that contains state actions with calls to custom code functions fcn1 and fcn2.

该图的执行过程如下所示：

当到 S1 的默认转移发生时，S1 被激活。
执行 entry 动作，使用指定参数对 fcn1 进行函数调用。
在仿真时间经过 5 秒后，S1 变为非激活，S2 被激活。
执行 during 动作，使用指定参数对 fcn2 进行函数调用。
在仿真时间经过 10 秒后，S2 变为非激活，S1 再次被激活。
在仿真结束之前，重复步骤 2 到 5。

按引用传递参数

Stateflow 动作可以按引用（而不是按值）将参数传递给用户编写的函数。特别是，动作可以传递指向值的指针而不是值本身。例如，动作可能包含以下调用：

f(&x);

其中 f 是自定义代码 C 函数，它需要指向 x 的指针作为参数。

如果 x 是在 Stateflow 层次结构中定义的数据项的名称，则适用以下规则：

不要使用指针传递从 Simulink 模型输入的数据项。
如果您需要按引用传递某输入项（例如数组），请将该项分配给一个局部数据项并按引用传递该局部数据项。
如果 x 的数据类型为 boolean，则您必须关闭代码生成器选项 使用位集来存储状态配置。
如果 x 是数组且其第一个索引属性设置为 0（请参阅设置数据属性），则必须按如下所示调用函数。
f(&(x[0]));
这会将 x 的第一个元素的指针传递给函数。
如果 x 是数组且其第一个索引属性设置为非零数字（例如 1），则必须按以下方式调用函数：
f(&(x[1]));
这会将 x 的第一个元素的指针传递给函数。