Labview和matlab混编软件在labview环境下进行可执行化的方法

Labview和matlab混编软件在labview环境下

进行可执行化的方法

一、问题的提出：

Labview下对matlab程序（m文件）的调用采用ActiveX技术，该技术不能脱离matlab运行环境。为解决问题，尝试将m文件编译成dll文件，将Labview对m文件的调用变为Labview对dll文件的调用。但由于研究过程出现的问题和时间的关系，这一问题并未得到解决。在此作一总结，以便后续工作继续进行。 二、问题的确立： 在本文档中，主要针对在Labview环境编写的软件进行可执行化的讨论，该软件包

含了使用matlab节点或ActiveX机制的matlab函数。

因此，在Labview环境下对软件进行可执行化的主要包含了三个方面的内容：

1. 把matlab下编的m文件编译成可被Labview调用的文件形式。例如：动态链接库

（dll）、COM组件等。本文档主要对动态链接库方式进行讨论，其它方式将在附录中简要说明。

2. 在Labview下对动态链接库（dll）文件进行调用

3. 在Labview下，将含有dll的VI生成安装文件。该文件可在脱离matlab和labview

的目标机上安装、运行。

以上三个步骤如全部完成，则可以说明该应用程序已可以的运行发布了。 三、问题的解决方法及过程：

下面将详细的讨论每个步骤的具体解决方法和过程，以供参考。

1. 把matlab下编的m文件编译成可被Labview调用的文件形式（dll）.

解决本问题的方法，在不同的matlab版本中是不同的，在此将对在matlab6.5和matlabr2007a(7.4)两个版本下的方法作一说明。

在Matlab6.5版本中，可以通过两种方式将m文件编译成dll文件。一种是利用matlab为Visual C++发布的一个插件add-in，在Visual C++的环境下，将m文件编译成dll文件。另一种则是使用mcc命令行的方式对m文件直接进行编译，生成dll文件。

在matlabr2007a的版本中，同样可以用两种方式对m文件进行编译生成dll文件。一种是与matlab6.5版本中相同的方式，使用mcc命令对m文件进行编译，其命令的方式方法与matlab6.5版本下相同。另一种是使用deploytool工具，对m文件编译时对各个参数进行配置，因为这种使用的是界面化的方法，所以更加的直观。

下面将对各种编译方法的步骤作一说明： 1) 在6.5版本中使用插件add-in的方法： 使用此方法的思路如下：

创建M文件 转换成C或C++代码 编译dll文件

(1) 编写M文件，在matlab中打开Editior，按照matlab程序格式输入代码，

实现算法，调试成功。此M文件必须以Function开始，即M文件是函数文件而不能是脚本文件。

(2) 完成add-in的连接：

在matlab中运行”mex –setup”，选择Microsoft Visual C/C++ version 6.0选项，安装Matlab Add-in文件到VC++目录，确认；接着运行“mbuild –setup”，选择Microsoft Visual C/C++ version 6.0作为本地默认编译器，然后在matlab下运行“cd(prefdir)”和“mccsavepath”命令，matlab add-in可以脱离matlab环境找到matlab路径。

VC++中的操作为：在VC++中选择“工具 tools －>定制（customize）－>附加项和宏文件（Add-in and Macro files）页，选中“matlab add-in”。这样, 在VC++工具栏出现matlab add-in 图标，在VC++中新建工程对话框中会出现“matlab project wizard”至此连接工作完成。

打开VC++，在新建工程中选择“matlab project wizard”，按照提示，选择“Shalled M-dll”，输入M文件位置，开始转换。如果M文件没有错误，在工程文件中夹会生成一系列.C文件。其中M文件同名.C文件即为转换的C代码。

然后将此C代码编译成dll文件。选择“编译”菜单，构建dll文件，在文件夹中会生成与工程各相同的dll文件。

2) 使用mcc命令将M文件转换成dll文件。

在使用mcc命令编译之前，需要对matlab的编译器进行设置，可按照上面的方法来进行，即使用mex –setup和mbuild –setup命令。

（1） 编写一个M函数文件。

（2） 使用以下命令对此函数文件进行编译

mcc -B csharedlib:filename filename1.m filename2.m filename3.m –v

其中-B csharedlib为filename1.m、filename2.m、filename3.m梆定在一起生成一个dll文件。

对于单个的M文件，也可以用下面的命令来进行编译 Mcc -W lib: -T link:lib filename.m –v

其中-W lib:是告诉编译器产生为共享库生成一个封装文件，并且可以调用它的库名。-T link:lib为共享库指定了一个输出的对象。

使用mcc命令还可以通过添加其它参数来对dll文件进行设置，其具体的使用方法请参照matlab帮助文档。 3) 使用deploytool工具进行编译

在matlabr2007a中版本中，还可以使用deploytool工具的方法对M文件进

行编译，使之生成dll文件（在matlab6.5版本中尚未有此工具）。

操作方法如下： 创建工程 添加文件 编译 打包

在matlab的命令窗口中输入deploytool命令，这时会弹出一个名为depolyment tool 的窗口，这时选择creat a new deployment project－>matlab Compile－>C/C++ shared library，在name和location中分别指定所创建工程的名称和存放的位置。点击OK。然后选择add files，这是可把M函数文件添加到工程中，这时即可进行编译，如果需要对所编译的dll文件进行配置，可以通过settings…来进行。各种配置的具体含义请参照matlab帮助文档。参数配置完成之后，点击build the project..等待完成，即可获得所需的dll文件。

2. 在将M文件编译成dll文件之后，可进行下一步，即使用labview对其进行

调用，可使用两种调用方式。一种是使用call library function node(简称CLF)对dll文件进行直接调用。另一种方法则是使用共享库向导，先将dll文件包装成一个共享库中的VI，然后采用编程的方式直接使用，这种共享库中的VI，其实质是dll中的函数与CLF梆定在了一起，在使用时是以CLF的形象出现的。下面是使用两种方法对dll文件进行调用的步骤。 1) 使用CLF对dll文件进行直接调用

打开Labview，进入框图面板，点击右键，在弹出的VI选项框中选择all function －>Advance－>call library function node，将此节点放在框图面板中，右键点击此节点，在菜单中选择config选项，进行配置。在Library name or path中指定dll文件的位置所在，在function name栏中将dll中主函数名称填入，calling conventions这一栏为对dll的调入规范，一般来讲，对于在纯C或C++下编写的dll文件，一般使用C的调用规范，而对于系统文件的dll或其它语言编译的dll文件则使用stdcall调用规范。参数个数及参数类型的选择由调用的dll函数的数据类型来确定。所有配置完成以后，即可作为一个VI进行编程连接。然后测试其是否成功。

2) 使用共享库向导封装dll文件（此方法Labview8.0以后的版本可用，本文档

所使用的为Labview8.5中文版）

在Labview中选择“工具－－>导入——>共享库（.dll）”

然后会进入“导入共享库”的窗口，对于一个新的dll文件而言，在“指

定创建或更新模式”窗口中选择“为共享库创建VI”，点击下一步。

在“选择共享库及头文件”窗口中指定dll文件的路径，如果有头文件

的话，头文件的位置会随之自动给出，点击下一步。

在“配置包括路径和预处理定义”窗口中将与dll文件相关的文件包括在路径中， 在“预处理定义”中对函数进行预处理定义（如何定义尚未搞清楚），完成之后，点击下一步。

在“选择待转换函数”窗口选择dll文件中的主函数，然后点击下一步。在“配置项目库设置”窗口中为将要生成的VI指定一个项目库及其路径，然后点击下一步。

在“选择错误处理模式”窗口中可对出现错误的处理模式进行选择，可根据需要来进行设置。

下面的窗口为“配置VI及控件”，此窗口主要对生成VI的属性进行设置，详细说明请参照Labview8.5的帮助文档。

设置完成之后会将以上设置的主要内容放在一个窗口中，以供操作者检查。该窗口为“生成总结”。

点击下一步，即可进行生成。到此使用导入共享库对dll文件进行包装的工作完成。

将此VI进行连接编程，并测试其是否成功。

3. 在Labview下将调试好的程序，编译成可执行文件（.exe）。

这一步骤在Labview7.0版本和Labview8.5版本中皆可完成。由于这一步比较简单，下面以Labview7.0版本为例简要的讲一下步骤：

1) 在Labview下先打开一个做好的程序，然后选择“tools－>Build applicattion

or shared library(.dll)”

2) Build application or shared library窗口中对所要编译的程序进行配置。其具体

说明请参照Labview的帮助文档。

3) 配置完成之后，点击build，这时即可生成该程序的exe文件。 4) 如需要在未安装Labview的目标机使用该exe文件，则在配置时需将run-time

包含进去。

以上所述即为matlab和labview混合编程中调用的大致步骤，由于操作过程中仍存在着一些问题，所以还未能完成。需以后继续研究。

下面是我在研究过程中出现的一些问题及自己的一些想法：

1. 在使用导入共享库对dll文件进行封装时，在“选择待转换函数”窗口中发

现dll文件中的函数不可进行封装，根据提示，需要对一些符号进行声明或定义，我根据提示定义了相应的符号之后，发现其中有两个函数（filenameInitialize和filenameterminate）可以进行封装了，而其它函数依然不行。这表明，对于dll文件中的一些未定义符号还需要进一步的进行声明。

2. 从matlab帮助文档中可以得知，任何一种应用程序如需要对matlab生成的

dll文件进行调用的话，一般需要七个步骤，如声明变量、检测初始化函数、检测终止函数等等。在matlab的帮助文档中，举出了C和C++对matlab生成的dll文件进行调用的例子，可以看出，该例完成调用规则的七个步骤。那么对于Labview来讲，它同样也需要完成这七个步骤，我们可以从导入共享库的的过程中可以看出，它实际上就是在完成这七个步骤，比如进行预处理定义即是对函数中的变量符号进行声明，而选择待转换函数则是对函数的初始化、终止等进行检测的一个过程。在导入共享库的处理过程中，我们可以把其中的每个函数都进行封装，然后进行测试成功与否。在进行连接编程时，只选取主函数生成的VI即可。 3. 在有些文献中，我们可以看到，labview中的数据类型与matlab中的数据类

型是不同的，二者是不可通用的，而C/C++中数据类型则可为labview所调用，那么因此可以有C/C++作一个接口程序，来调用matlab的数据类型转化成C/C++的数据类型，然后为labview所调用。

附录：

一、下面讲下在matlab环境下生成可执行文件及其使用的过程

在matlab环境将m文件编译成可执行文件的过程与编译成dll文件的过程类似，在matlabr2007a版本中也可使用两种方式进行：使用mcc命令的方式和使用deploytool的窗口配置方式。

这两种方式可以参照编译dll文件过程来进行（详细可以参照帮助文档）。如需要在未安装matlab软件的目标机上运行时，则需要在命令的参数设置或窗口的配置中添加MCR（matlab的运行引擎）选项。

对于一个编译好的可执行文件，在目标机上运行时可作如下操作：

1. 安装MCR安装包，在安装过程中可能会出现下面的问题，请参照解决

（1）. 若“MCRInstaller.exe”无法正常安装，请运行“vcredist_x86.exe”，然后再运行“MCRInstaller.exe”。

（2）. 当运行“MCRInstaller.exe”时，会弹出对话框提示你安装“.Net Framework”。

你不需要安装“.Net Framework”，点击继续即可。原文如下：

NOTE: When you run the MCR installer, you will see a pop-up message indicating that .Net Framework is not installed. Click the option to continue without installing .NET Framework

2． 然后直接点击运行filename.exe即可。

3. 对于些exe文件还可以通过DOS命令行的方式来运行。

“开始－－>运行――>输入cmd”在弹出DOS窗口中可以输入路径例如

D:\\cd..\\My Documents\\matlab找到此文件所在文件夹。下面的工作则与在matlab环境中对m文件的使用相同了。

二、关于COM组件

组件对象模型（Component Object Model,简称COM的核心就是二进制接口规范，此规范于编程语言和操作系统。基于组件的应用开发，其方法和组装数字电路一样。可以用已经制作好的软件组件来构筑应用程序。Labview5.0及以上的版本都提供了对COM的支持。

在matlab中使用MATLAB Builder for COM来创建COM组件，一般需要四个过程，创建工程、管理M文件和MEX文件、编译生成组件、打包和发布组件。

具体操作步骤如下：

1. 首先新建一个M文件，在matlab命令行中输入comtool，启动“MATLAB Builder”

图形用户界面。 2. 新建一个工程，在New Project Setting对话框中的Componet name和Class name

中输入组件名和类名，其余可设为默认。

3. 返回Matlab Builder窗口中添加M文件，当有多个文件时，可以进行删除、添

加、编辑等操作。当定义工程设置并添加必要的M文件和MEX文件后、运行菜单命令Build－COM、这时会生成包括dll的一系列文件。 4. 如果算法文件编译成功，并通过测试，可以打包和发布组件了。

在Labview中调用COM对象

COM组件是具有双重接口的的COM对象，调用COM对象时输入参数将转换为MATLAB内部数组格式并传递给经过编译的MATLAB函数。函数退出时，输出参数由MATLAB内部数组格式转换为COM自动化数据类型。COM客户端在经过编译的MATLAB函数中将所有的输入、输出参数作为变体型(Variant)变量进行值传递。变体型是一种特殊的数据类型，可以适应所需要数据的变化。如表征字符型、整形、浮点型，并可以按需要进行大小调节。该数据类型并不存在于Labview中，但是由于ActiveX、COM等控件允许使用变体型数据，因而Labview提供了对这种数据类型的支持，以便传递和检索COM对象中的数据。

由于此步操作并未完成，具体的操作步骤请详见Labview帮助文档。