所有附件下载地址：http://www.51hei.com/f/Arduino and Matlab.zip
Matlab广泛使用的数学软件。Arduino这也是一个非常受欢迎的开源硬件平台。两者一起玩也很酷。
特别是现在Matlab出了Arduino支援套件后，玩起来比以前的串口通信简单多了。
第一部分 Matlab Arduino Support package
第二部分 Simulink Arduino Support package
第三部分 Matlab的串口通信
第三部分 Simulink的串口通信
继续更新和编辑。
Part 1 Matlab Arduino Support package
这个支持包是为了实现Matlab与Arduino串口通信。Arduino提前在板上烧写的服务器程序(Server program)，监控串口命令，必要时可返回结果。换句话说，Arduino板只需提前烧写一个程序，然后通过Matlab命令直接操作 作。
支持包支持学生版。Matlab。支撑控制板有UNO，Mega 2560，Duemilanove。
可以在Matlab下载官网，地址http://www.mathworks.de/hardware-support/arduino-matlab.html
点击下方的Requirement框里的“MATLAB Support Package for Arduino在新打开的网页右侧点击Download Submission即可
也可直接下载本贴附件ArduinoIO压缩包
下载后解压。解压文件中的解压文件pde/adiosrv/adiosrv.pde文件用Arduino IDE烧写到Arduino控制板上。
把matlab修改工作路径ArduinoIO文件夹。这样的配置就完成了。
现在来实验一下。用matlab完成一个简单的usb示波器
首先建立arduino和matlab代码如下
a = arduino('COM3');
matlab建立连接需要几秒钟
用一个1k欧洲可调电阻串联1k欧的电阻。如下图连接，楼主用的是AnalogRead pin 5
直接复制下面的代码Matlab可以操作命令框。
interval = 10000;
passo = 1;
t = 1;
x = 0;
while(t
b = a.analogRead(5)*10; % 把读到的值放大10倍
x = [x,b];
plot(x);
grid
t = t passo;
drawnow;
end
从a5阅读的值将实时绘制在图片上，效果如下图所示。可调电阻值可手动调节plot观察窗口的阻值变化。
下面试试支援套件GUI点亮或熄灭led
在这里使用digitalWrite(pin)设置了两个pushbutton。标签(tag)分别是led1和led2
在函数 _OpeningFcn 设置全局变量和初始化。
global a;
global led1_state;
global led2_state;
a = arduino('COM3');
a.pinMode(3,'output');
a.pinMode(4,'output');
a.pinMode(5,'input'); % 5读取3的状态
a.pinMode(6,'input'); % 6读取4的状态
led1_state = 0;
led2_state = 0;
在函数 led1_Callback添加以下代码
global a;
global led1_state;
if led1_state == 0
a.digitalWrite(3,1);
led1_state = a.digitalRead(5);
set(hObject, 'BackgroundColor',[0 0 1]);
else
a.digitalWrite(3,0);
led1_state = a.digitalRead(5);
set(hObject, 'BackgroundColor',[1 1 0]);
end
根据变量led1_state设置led1状态led状态，更新变量led1_state。更改按钮颜色
如果使用togglebutton，全局变量可以省略led1_state，可直接使用a.digitalWrite(3,(get(hObject,'Value)状态切换。
注：如果第二次执行时没有句子 a = arduino('COM3')删除或未清除变量a。会有错误
在函数led2_Callback在附件中类似。完整代码。
从上面的例子可以看出，a是一个arduino类。通过调用arduino类函数操作控制板。Arduino控制板看起来更像执行器。
其实Matlab Support Package for Arduino大部分操作函数和Arduino IDE编程非常相似。开始会很快，这部分不会做太多的例子。
更多支持包的操作函数见文件夹ArduinoIO下面的arduino.m文件。
我会在这栋楼里为大家整理，方便使用
Part2 Simulink Arduino Support package
这个套件其实更好玩。不用费心写代码。而是直接用simulink建立一个良好的过程，计算关系，你可以直接燃烧到控制板上，这已经成为一个模块化的编程。不幸的是，该套件只支持UNO和Mega 2560。
安装套件的过程有点麻烦
打开下面的地址，点击下面的地址。Get Support Package Now“ 将直接下载。也可在本楼附件下载。
http://www.mathworks.de/hardware-support/arduino-simulink.html
安装方法：
解压，点击下图Get Hardware Support Packages。然后选择刚才解压的文件夹，下一步
压缩包中的压缩包也可以直接使用arduino.mlpkginstall直接拖到matla命令框中。
然后按提示开始安装。
注意：安装需要一个matlab账号，建议您提前注册，学生身份账号可以使用。
打开simulink library左边可以看到Simulink Support Package for Arduino Hardware
点击可以看到熟悉的函数模块
现在放个小例子。新建一个simulink项目，
选一个Digital Output和一个Pulse Generator(在simulink/sources里面)
如下图所示。
设置下Pulse Geneartor。改变你需要的频率，占空比等。
双击Digital Output修改相应的pin number
设置后可以开始烧写。按下图打开配置窗口
选择相应的控制板型号
然后设置端口(可选自动或手动)设置波特率(相当于IDE编程时setup()函数中的Serial.begin())
点击保存完成设置。
回到simulink点击下图编辑窗口"Run"开始烧写
如果配置的arduino模型或端口不正确，烧写错误，点击"Run"下面的options重新配置。
Part 2不要做太多的介绍，应该是Arduino玩家熟悉的东西。
Simulink Support Package for Arduino：
Part 3 Matlab 串口通信
有时我们自己给Arduino编程序，希望在Matlab调用串口，读取数据。此时 Matlab Support Package for Arduino显然不合适。我们将在这里使用它Matlab串口对象在里面serial。例如，当我们需要使用它时Matlab处理摄像头图片，结合摄像头校准，摄像头识别，3D扫描后建模等。
还是以part1里面的简易示波器为例。
Arduino代码如下：
intanalogPin = 5;intval = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
val =analogRead(analogPin);
Serial.println(val);
}
这里还是要实现Matlab的即时读取和画图。Matlab代码如下：
s = serial('COM3');%定义串口对象
set(s,'BaudRate',9600);%设置波特率s
fopen(s);%打开串口对象s
interval = 10000;%这里开始的代码很Part1里的代码类似
passo = 1;
t = 1;
x = 0;
while(t
b = str2num(fgetl(s));%用函数fget(s)从缓冲区读取串口数据，当出现终止符(换行符)停止。
x = [x,b];%所以在Arduino程序里要使用Serial.println()
plot(x);
grid
t = t+passo;
drawnow;
end
fclose(s);%关闭串口对象s
其他关于串口对象serial的函数之后更新
Part 4 Simulink 串口通信
既然和matlab通信，处理信号当然算是用simulink更方便了。不论是做实验还是研发都经常用到simulink和其他控制器来建模和采集数据分析。对于像我这样的*丝，可能也希望能用simulink和Arduino一起玩。
先说下Simulink如何从Arduino实时接收数据。和simulink配合的重点应该是分析、处理数据，而不是控制部分。
我们还是沿用Part1里面的analogRead。
先打开simulink library。点击左边的Instrument Control ToolBox。见下图
里面有Query Instrument、To Instrument、Serial Configuration、Serial Receive和Serial SendQuery Instrument和To Instrument配套使用
Serial Configuration、Serial Receive和Serial Send配套使用
先使用Serial Receive。选择一个Serial Receive。在Simulink/Sinks里面选择一个Display。如下图连接并设置。
主要讲下其中的几个重要配置。
Header留空。Terminator是串口输入的结尾控制符。因为Arduino程序里面用的是Serial.prinln()，也就是每个字符串都以换行符结 尾。所以这里我选择CR('\r')，表示每组数据读到结尾控制符，但不包含该控制符，也就是在CR('\r')之前的制定位数的数据会被读取。 Datasize要定义一个临时存放数据的矩阵。我使用的电位器为1k欧，电阻是一千欧，测量的是电阻两端的电压。也就是说测量范围是5V到 2.5V，analogRead()的返回值范围是0-1024对应0到5V，根据这里的情况，应该是1023到512。不包含'\r'的情况下，得到的 字符串应该是4到3位。所以暂时把Datasize(存放矩阵)矩阵设置为[4,1]。
Enable blocking mode勾选的情况下表示，读取输入数据时暂停其他模块。如果勾选，Serial Receive模块只有一个Output为Data，读取过程大概是这样，从Arduino发出的数据会不停的累积存到电脑缓存区。Serial Receive模块会按照数据进入的顺序读取。因为其他的操作只能在两次采样之间进行，所以这时读取数据不是实时的，而是有延迟的，随着时间延时越来越长。如果不勾选，则有两个Output为Data和Status，status只有两种值1或0,1表示有可用的数据，0表是没有可用的数据。因为不会暂停其他模块，模块意外的操作(模拟)可以看做是连续的，所以现在是实时的。
Action when data is unavailable(没有可读数据时的行为)，有两个选项，Output last received value(可理解为输出最后进入缓存的数据)和Output Custom value(输出自定义值，选择该项时，可在下面的Custom Value进行设置，默认为零)。
设置完成后会出现提示框，是否立刻生成串口配置模块(Serial Configuration)，该模块用通用的串口配置(Serial Receive和Serial Send)。如果不立刻生成，之后也要手动添加。
打开Serial Configuration可以进行波特率，串口号的设置。如下图
大部分都不解释了，都是基本的串口参数设置。
Flow Control(管理数据传输速度)，两个选项none(没有)和hardware(硬件控制)
Time Out(超时)，在每个仿真步等待数据的最大时间量。
配置完成后，运行。可以把仿真时间(simulation stop time，播放键旁边)设置大一点。
右边的图对应"1023"，左边的对应"714"。左边图中第一位是10，前面说过Arduino程序里使用的是Serial.println。每一行串口数据起始位为LF('\n')，结束位为CR('\r')。LF('\n')对应的ASCii码就是10。更该Serial Receive模块里的Header以及Terminator都没有用。介绍一个比较偷懒的办法，在Arduino中修改代码：
val = analogRead(analogPin)
val = map(val, 5, 1023, 100, 999); //把val的值修改到100至999的范围之间
这样就把值严格的控制在了3位。把datasize改为[3 1]。
现在来作图。Serial receive的Output不能直接和Scop连接，否则看到的是ASCii码的值被画到图中。按下图操作
大家也可以在附件下载压缩包。其中文件名为test1
可以把Serial receive里的Enable blocking mode勾选和不勾选，对比下效果。
相比之前的Serial receive现在使用的Query Instrument简单的多了。按下图连接下
打开Query Instrument的配置窗口。
三个标签，Hardware Configuration、Query、Instrument Initialisation。有的设置和Serial Receive一的
Hardware Configuration不多说了，基本的串口设置，波特率、串口号、缓冲区大小等。有一点说明下，在Interface可以看到这里可以选择通信方式，不止是Serial，例如还有TCPIP等等。Query Instrument是一个通用的接收查询模块。
Instrument Initialisation只在控制板需要一个初始信号的时候才需要
Query可以根据自己的需要选择，ASCii、Binary，Binblock
都是些基础知识，就不在帖子里多说了，不清楚的留言。(这个模块真的是很简单)
我们选择默认设置，也就是ASCii码。这样输出的是字符串，而且已经掐头去尾了，不需要担心数据位数。还能在简单一点么
字符串在simulink正式以ASCii码存放的，把所有元素按顺序”拼“起来就得到了我们需要的相应的值。这里用simulink/math operations/sum of Elements就可以了。
注意：如果一开始的值是1023(analogread的最大值)，有的时候运行simulink会出错。目前还没查出原因。
大家也可以在附件的压缩包中找到对应的文件，文件名test