挑战使用MATLAB/Simulink和Arduino实现LED闪烁控制（L闪）

“L闪”（LED 闪烁） 是硬件控制入门中最基本的实验。
在本篇文章中，我将解说如何将 MATLAB/Simulink 与 Arduino 联动，以及创建 LED 闪烁程序的方法。

• 软件
  • MATLAB（版本：R2025a）
  • Simulink（版本：25.1）
• 应用（for Simulink）
  • Simulink Support Package for Arduino Hardware（版本：25.1.0）
• 硬件
  • Arduino Uno/Nano（或兼容板）
  • USB 数据线（用于 PC 与 Arduino 通信）
• （可选）
  • LED + 电阻（约 330Ω）
  • 面包板、跳线

1. 安装 MATLAB 和 Simulink

• 从 MathWorks 官方网站下载安装程序
• 进行许可证认证，安装 MATLAB 和 Simulink
• 安装时请务必勾选“Simulink”组件

2. 导入 Arduino 支持包

• 启动 MATLAB → 从菜单选择 “附加组件” → “获取硬件支持包”（附加组件资源管理器将启动）
  

• 在搜索框中输入 “Arduino”，选择 Simulink Support Package for Arduino Hardware
  

• 点击 Install 并安装该包

• 安装完成后，Simulink 库中将添加“Simulink Support Package for Arduino Hardware”模块
  

3. 确认 Arduino 的串口通信

• 将 Arduino 板通过 USB 连接到 PC，会自动识别驱动
• 如果未识别，请在设备管理器（Windows）或使用 ls /dev/tty*（Mac/Linux）检查端口（※下图示例连接在 COM7）
  

将 Arduino 的 13 号引脚 和 GND 连接到 LED + 电阻。
（如果使用板载 LED，则无需外部接线）

电路示意图：

(Arduino 13) ----[电阻330Ω]----|>|(LED)---- (GND)

1. 启动 Simulink，创建一个新的“空模型”
   

2. 从模块库中放置以下模块：

   • Pulse Generator（生成脉冲波形）
     

   • Digital Output（Arduino 引脚输出）：该模块包含在“Simulink Support Package for Arduino Hardware”中。
     

   • 将放置的模块连接如下：
     

设置刚才放置模块的参数。

• Pulse Generator

  • 脉冲类型：“基于采样”
  • 时间：“使用仿真时间”
  • 幅值：1
  • 周期（采样数）：1000
  • 脉宽（采样数）：500
  • 相位延迟（采样数）：0
  • 采样时间：0.001
  • 将向量参数解释为一维：勾选
    

• Digital Output

  • 引脚编号：13
    

按如下方式配置硬件参数。
（本次使用了 Arduino Nano 兼容板。由于兼容板使用的是旧版 bootloader，应用下载的波特率较低）

• 硬件实现
  

在将应用程序上传到 Arduino 之前，先确认脉冲是否正确输出。

1. 设置信号日志（点击连接线，启用“信号日志”）
   
   ↓
   可通过图标确认信号日志已设置
   

2. 运行仿真
   

3. 可在数据检查器中查看脉冲波形
   

通过 USB 将程序传输到 Arduino Nano，确认程序是否正常运行。

1. 在硬件选项卡中执行“监视与调整”（在结束时间设置为“inf”，程序将持续运行直到手动停止）
   

2. 如果 Arduino 板载 LED 以 1 秒周期闪烁，则模型已正确运行
   

将程序上传到 Arduino，使其能够自动运行。

1. 在 Simulink 中执行“构建、部署并启动”
   

2. 编译 → 传输到 Arduino
   传输成功后，将输出以下日志。
   如果 LED 以每秒闪烁一次，则表示传输成功。
   

• 仅需连接两个模块，就能轻松创建 LED 闪烁程序。
• 缩短周期即可实现“高速闪烁”（例如，周期设为100，脉宽设为50 等）。
• 通过改变脉宽 (占空比)，可应用于亮度控制（PWM 基础）。

• 通过将 MATLAB/Simulink 与 Arduino 结合，可以基于方块图直观地开发控制程序。
• LED 闪烁是一个简单的示例，但可扩展到 PWM 控制、传感器输入、马达控制等应用。

如果仅仅是让 LED 闪烁，使用 Arduino IDE 或 PlatformIO 等开发环境编程可能更快速，但在今后进行复杂编程时，我认为 MATLAB/Simulink 将成为 MBD 开发的强大工具。
今后我想制作自定义库，并连接更高级的外围设备来进行更细致的编程挑战。