隨著各類嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的蓬勃發(fā)展，組態(tài)軟件越來越成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的靈魂。它在實時數(shù)據(jù)存儲、檢索和圖形顯示及人機對話等方面都具有獨特的效果。但是組態(tài)軟件的腳本語言非常簡單，在數(shù)據(jù)處理、算法實現(xiàn)等方面相對薄弱。這從一定程度上限制了組態(tài)軟件在工業(yè)自動化中的應用。

Matlab作為一款優(yōu)秀的數(shù)值計算軟件，提供了應用于信號處理、工業(yè)控制、應用數(shù)學等各個領(lǐng)域的工具箱，但是它對運行環(huán)境的要求非常高，而且占用了龐大的系統(tǒng)資源，生成實用的人機對話界面的能力不強。

為了開發(fā)出具有友好人機對話界面、實現(xiàn)多種控制算法并完成實時數(shù)字信號處理的組態(tài)軟件，可以使用Matlab進行數(shù)值計算，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給組態(tài)軟件進行人機對話界面開發(fā)，以此發(fā)揮它們各自的優(yōu)點。這樣，開發(fā)軟件之間的數(shù)據(jù)交換和處理就成為問題的關(guān)鍵。

本文根據(jù)Matlab和應用非常廣泛的組態(tài)軟件In—Touch提供的編程接口和數(shù)據(jù)通信協(xié)議，提出了一種使用DDE和COM技術(shù)進行組態(tài)軟件開發(fā)的方法。

1、基本思路與系統(tǒng)構(gòu)架

動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）是一個由Microsoft開發(fā)的通信協(xié)議。該協(xié)議允許在Windows環(huán)境中的應用程序之間彼此發(fā)送／接收數(shù)據(jù)和指令。它在兩個同時運行的應用程序之間實現(xiàn)客戶服務器關(guān)系。服務器應用程序提供數(shù)據(jù)并接收對這些數(shù)據(jù)感興趣的其它應用程序的請求。發(fā)請求的應用程序叫做客戶。InTouch可以利用Microsoft的DDE與其他Windows程序通信，并可同時作為客戶或服務器程序。

Matlab提供了多種混合編程的方法，但是這些方法大都不能脫離Matlab的運行環(huán)境，也不方便其它應用程序調(diào)用。為了擺脫Matlab運行環(huán)境，并在其基礎上進行功能模塊設計，方便其它應用程序調(diào)用，MathWorks公司推薦使用COMbuilder在Matlab環(huán)境下開發(fā)COM。COM是ComponentObjectModule的簡稱，它是一種通用的對象接口，任何語言只要按照這種接口標準就可以調(diào)用它。

這樣，可以使用Matlab開發(fā)COM組件，在VC下開發(fā)DDE服務程序，使其與InTouch進行數(shù)據(jù)通信，而這個DDE服務程序調(diào)用Matlab開發(fā)的COM進行數(shù)值處理和算法實現(xiàn)。在實際工業(yè)自動化的組態(tài)軟件開發(fā)中，可以使用VC進行數(shù)據(jù)的采集、命令的發(fā)送和復雜的流程控制；使用Matlab下開發(fā)的COM完成復雜的算法實現(xiàn)和數(shù)字信號處理編程；在InTouch下實現(xiàn)人機對話界面并接收使用者的命令。具體的系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

2、應用實現(xiàn)

WindowsDDE功能應用的核心是DDE事務管理庫（DDEML），它負責管理Windows操作系統(tǒng)下應用程序間的DDE會話和通信，還向用戶提供了一系列的應用程序接口API函數(shù)。

DDE實現(xiàn)程序間的通信是通過三個標識約定的：
應用程序名（Application）：進行DDE對話雙方的名稱；
主題（Topic）：被討論的數(shù)據(jù)域；
項目（Item）：被討論的特定數(shù)據(jù)對象。
在DDE服務程序中首先使用DdeInitialize進行初始化，然后調(diào)用DdeCreateStringHandle建立應用程序名、主題和項目等標識的句柄，再通過DdeNameService在操作系統(tǒng)中注冊DDE服務程序的名字。根據(jù)這些句柄，客戶程序就可以使用它提供的DDE服務了。在VC++中的程序?qū)崿F(xiàn)如下：
#include……
DWORDidInstc＝0，iData；／／iDate是項目對應的數(shù)據(jù)
HSZhszSvr，hszTopic，hszIrem；
DdeInitialize（&idInst，（PFNCALLBACK）DdeCallback，CBF_
FAIL_EXECUTES┃CBF_SKIP_ALLNOTIFICATIONS，0L）；
／／建立應用程序名、主題和項目等標識的句柄
hszSvr＝DdeCreateStringHandle（idInst，“DDEApp”，0）；
hszTopic=DdeCreateStringHandle（idInst，“DDEAppTopic”，0）；
hszItem=DdeCreateStringHandle（idInst，“DDEApphem”，0）；
／／在操作系統(tǒng)中注冊該DDE服務
DdeNameService（idInst，hszSvr，0L，DNS_REGISTER）；
……
DDE服務程序的核心部分是一個回調(diào)函數(shù)，它處理所有DDE消息及相應數(shù)據(jù)請求。DDE服務程序回調(diào)函數(shù)的代碼如下：
HDDEDATACALLBACKDdeCallback（WORDusType，WORDusFmt，HCONVhConv，HSZhsz1，HSZhsz2，HDDE—DATAhData，DWORD1Datal，DWORD1Data2）｛CHARsz[5]
if（usType＝＝XTYP_CONNECT）｛／／得到連接請求return（（HDDEDATA）TRUE）；
｝
／／校驗主題、項目的句柄及數(shù)據(jù)格式
if（hszl=＝hszTopic&&hsz2＝=hszItem&&usFmt＝＝CF_TEXT）｛
if（usType＝＝XTYP_REQUEST‖usType==XTYP_ADVREQ）｛／／得到數(shù)據(jù)請求
_itoa（iData，sz，10）；／／將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本格式
returnDdeCreateDataHandle（idInst，（LPBYTE）sz，
strlen（s2）十1，0L，hszItem，CP_TEXT，0）；
｝
if（usType＝＝XTYP_POKE）｛／／得到客戶端發(fā)送來的數(shù)據(jù)
DdeGetData（hData，（LPBYTE）sz，strlen（sz）十1，0L）；
iData＝atoi（sz）；／／保存數(shù)據(jù)
DdePostAdvise（idInst，hszTopic，hszItem）；
return（（HDDEDATA）DDE_FACK）；
｝
｝
return0；
｝
在任何需要向DDE客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時使用Dde-PostAdvise觸發(fā)XTYP_ADVREQ，從而達到向客戶程序發(fā)送數(shù)據(jù)的目的。
在InTouch的標記名字典中定義I／O類型變量，以此調(diào)用DDE服務程序發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。在聲明I／O類型的訪問名時只要確定DDE服務程序的應用程序名、主題名和項目名即可。
組態(tài)軟件中的數(shù)值計算和實時數(shù)字信號處理部分在Matlab中實現(xiàn)并以COM組件的方式提供。這個部分的關(guān)鍵是Matlab下M文件的編寫、COM組件的形成和DDE服務程序中對COM的調(diào)用。
COM組件實際是一個C十十類，但接口都是純虛類，組件從接口派生而來。在Matlab下通過鍵人comtool啟動combuilder，根據(jù)提示設置類的名字和一些其它選項。為這個類添加方法（methods）通過向工程中添加M文件實現(xiàn)。這個M文件不是腳本文件而是函數(shù)文件。添加屬性（Properties）則是在M文件中通過Global定義。至于事件（events）則需要用到語法％#event。舉例說明如下：
％mymethod．m文件源代碼％myevent．m文件源代碼
functionmymethodfunctionmyevent
globalmValue；％#event
……
將以上兩個文件添加到這個工程中則添加了一個方法mymethod、屬性mValue和事件myevent。通過編譯生成一個d11文件。這個dll就是COM的發(fā)布形式。
在VC中調(diào)用此COM與調(diào)用其它COM是一樣的，所不同的是需要在VC的工程中包含Matlab提供的文件，具體操作是在Includefiles中添加＼externclude＼和＼externn＼cpp，在Libraryfiles中添加＼extern＼win32和＼extern＼win32＼Mi-crosoft。
Combuilder也提供了COM組件的打包工具，它生成一個自解壓文件，通過它實現(xiàn)必要的DLL安裝和COM注冊。
在DDE服務程序中調(diào)用COM組件進行數(shù)值計算和信號處理并向InTouch提供DDE服務，在InTouch中通過調(diào)用DDE傳來的數(shù)據(jù)充實人機對話界面并接收操作者的命令以完成系統(tǒng)的功能。

3、實際開發(fā)中細節(jié)問題的考慮

Matlab下的COM組件開發(fā)是Matlab6．5才有的功能，早期的版本并沒有這個模塊。另外，并不是所有的Matlab工具箱都支持COM編譯，這時可以考慮使用其它的函數(shù)代替，也可以使用DDE調(diào)用Matlab函數(shù)，但是這樣不能脫離Matlsb的運行環(huán)境。

在組態(tài)軟件中使用DDE和COM技術(shù)可以充分發(fā)揮Matlab在數(shù)值計算中的功能和InTouch在人機對話界面開發(fā)中的獨特效果，適用于功能模塊設計和大規(guī)模組態(tài)軟件的開發(fā)。