10倍速开发开关电源：PSIM DLL集成指南与如何单步调试你的代码

文末有彩蛋哦。

去年提到要写一篇如何在利用PSIM + Visual Studio进行仿真联调，加速实际嵌入式端C代码的开发，但因为懒一直没兑现。

本期简单总结下实现的方法。

特别声明：本文约一半以上内容有kimi/文心一言提问式生成，仅用于技术交流，禁止用于商业使用。若推文内容存在侵权，请留言与我联系，我将删除对应内容。

1 Simulink VS PSIM

PSIM和Simulink都是电子仿真领域中广泛使用的软件工具，它们各有优势和劣势。以下是对两者在电子仿真方面的优劣势对比（基于Kimi提问式生成的答案，并做了微调）：

PSIM：

• PSIM专为电力电子和电机控制系统设计，因此在这些领域的仿真中表现出较高的效率。

• 它使用专门的仿真引擎，针对开关和瞬态行为进行了优化，适合处理快速开关事件和瞬态分析。

• 对于非常复杂的电路或者需要大量矩阵运算的系统，PSIM可能不如Simulink高效。

• 由于PSIM主要针对电力电子系统，对于信号处理或控制系统等其他类型的复杂电路，其效率可能不如Simulink。

• 优势：

• 局限性：

Simulink：

• Simulink作为一个多领域仿真工具，可以处理电子、控制、信号处理、通信等多个领域的复杂系统。

• 依托于MATLAB的强大数学计算能力，Simulink能够处理复杂的算法和数学模型，适合进行系统级建模和仿真。

• Simulink提供了丰富的模块库和工具箱，可以方便地构建和扩展模型，对于需要频繁修改和迭代的复杂电路设计非常有用。

• 在处理非常复杂的电路时，Simulink的计算效率可能会受到影响，尤其是在模型规模非常大时，可能需要较长的仿真时间和更多的计算资源。

• 优势：

• 局限性：

个人使用体验：

去年基于Simulink搭建了一个较为复杂的双向DCDC模型，并加载了多个c语言文件进行采样滤波，环路控制与状态切换功能的仿真，速度慢到无法接受，而且在与visual studio进行单步联调时Matlab容易闪退，最后只好切换到PSIM中进行同等功能的建模仿真，速度确实快了不少。实际产品软件的问题基本都能在模型中复现并调测，极大地加快了开发效率。

另外当前我使用的PSIM版本为V9.1，visual studio使用的是2010版本。若需使用其他版本，方法也是类似的。

2 为什么选择加载DLL方式？

对于单一的C文件仿真，可以直接在PSIM中使用简化C模块（Simplified C block）或通用C模块（General C block）来实现。

以通用C模块（General C block）为例，以下是常规的步骤：

1. 添加通用C模块：

   • 在菜单栏中，选择“Elements” -> “Other” -> “Function Blocks” -> “C block”。

2. 配置C模块：

   • 放置通用C模块到电路图中，并双击打开。

   • 在打开的界面中，可以选择不同的功能类型，如初始化（OpenSimUser Fcn）、运行时（RunSimUser Fcn）和退出时（CloseSimUser Fcn）的代码块。

3. 编写C代码：

   • 在“RunSimUser Fcn”模块中编写具体的执行代码。

4. 设置输入输出：

   • 输入输出端口在通用C模块中使用in和out数组的形式。

5. 编辑图形：

   • 同样可以使用“Edit Image”功能来自定义模块的图形符号。

6. 测试电路：

   • 搭建电路并进行仿真，验证C模块的功能。

由于每个C程序块中的变量对于其他C程序块来说是不可见的。要将值从一个C程序块传递到另一个C程序块或其他电路部分，只能通过C程序块的输入输出端口。所以如果仅仅是仿真下简单的逻辑与算法，那么可以使用该方法。但是如果需要使用多个C语言的仿真，那么就会比较复杂。

从嵌入式产品的软件开发而言，即便扣除驱动层代码，服务层和业务层的功能代码通常会有多个甚至几十个源文件。举个例子，对于常规的开关电源的软件功能模块，通常包含采样滤波，环路控制算法，事件检测诊断，状态机等。因此，在这个使用场景下，建议使用dll的方式进行。

3 PSIM加载dll的方法

加载dll的前提是，咱们得先有个dll。具体方法可以参考下述链接，这里不再赘述。

PSIM中动态链接库DLL使用方法_psim 中的dll block中unable to load the dll file-CSDN博客

唯一需要注意的是

1. 若发现PSIM加载dll之后，点击运行时提示找不到相关函数，可以参考下述的方法设置一下。

- 写一个def文件，强制导出此函数，其中双引号的名字要与你导出的文件名一致

- 在项目属性--链接器--输入--模块定义文件，选择刚才的def文件

2. 当PSIM已经加载了dll时，若需要在visual studio中重新编译生成dll，先要将PSIM关闭该文件，否则会提示生成失败。

为了演示方便，我这边创建了一个简单的PSIM文件和包含了多个c语言文件的dll工程，通过dll的功能函数将两个输入分别进行相加和取平均值操作。

4 在Visual studio中联调

1. 打开Visual studio dll工程，并打开PSIM软件。

2. 在Visual  studio中选择工具 -- 附加到进程 --选择PSIM.exe

3. 在刚才的对应的.c文件中 你想调试的地方添加断点

4. 在PSIM中运行模型

5. 此时你就可以看到代码会在你断点处停止，接下来你就可以根据需要愉快的进行调试，如单步调试，通过监视窗口查看当前作用域下的变量等visual studio丰富的调试工具了。

内容回顾：今天我们比较了PSIM和Simulink在电子仿真领域的优缺点，简单而言PSIM适合电力电子系统仿真并且在此类场景中仿真速度有优势，而Simulink适用于多领域的复杂系统建模。同时还介绍了在PSIM中加载和使用DLL的方法，包括配置C模块、编写C代码、设置输入输出端口和测试电路。此外，提供了在Visual Studio中与PSIM进行联合仿真和调试的步骤。

彩蛋：微信公众号-“ 芯连心嵌入式设计交流”，对话框回复“PSIM DLL”，可以下载推文中的示例，包含PSIM工程和visual studio工程源码。