一文講透：如何用Python編寫帶介面的HFSS小工具，並打包成exe檔案
1、外部控制HFSS有什麼好處？
作為一名天線工程師，HFSS是是工作中使用頻率非常高的模擬軟體，其效能強大，且簡單易用，並且支援用指令碼進行二次開發。
然而，在日常工作中，仍然有些繁瑣的操作，靠軟體本身難以滿足，比如畫多個波束疊加的方向圖，也就是一張圖裡面疊加多條方向圖曲線，需要不停地複製、貼上、修改饋電相位。。。既費時又容易出錯。雖然可以編寫指令碼來實現自動化操作，然而工程一換，條件一變，又得重新編寫，讓人非常煩惱
又如，希望透過演算法來最佳化天線圖形，需要控制HFSS畫圖——匯出結果——最佳化圖形，依靠HFSS自身指令碼則難以滿足。
於是，我就構思寫一個能從外部控制HFSS的小程式，具有簡單的介面，並能透過手動輸入引數，應對各種不同的工程檔案，而且還要能形成exe檔案，方便分享。
在網上查了一下，還真沒找到實現類似功能的介紹，好在自己有一定的程式設計基礎，於是花了兩天時間，自己動手造了一個。。。
在這個過程中，我總結主要有三個難點（坑）：
如何用Python從外部控制HFSS；
如何編寫一個簡單的GUI（圖形介面）；
如何在離線環境中，用pyinstaller打包出一個體積10M左右，可單獨執行的exe；
Ok，介紹完畢，
Let's go！
2、如何用Python控制HFSS
這部分內容相對簡單，我以前寫過一個系列文章，其中就用到了這個技術。
Python可採用win32com模組來控制HFSS，如果沒有win32com模組，則應調出命令提示符，輸入
pip install pywin32
，安裝該模組。
成功安裝後，新建HFSS_controller。py，輸入程式碼如下：
from
win32com
import
client
class
Handler
：
def
__init__
（
self
）：
self
。
oAnsoftApp
=
client
。
Dispatch
（
‘AnsoftHfss。HfssScriptInterface’
）
self
。
oDesktop
=
self
。
oAnsoftApp
。
GetAppDesktop
（）
self
。
oProject
=
self
。
oDesktop
。
GetActiveProject
（）
self
。
oDesign
=
self
。
oProject
。
GetActiveDesign
（）
self
。
prj_name
=
self
。
oProject
。
GetName
（）
self
。
des_name
=
self
。
oDesign
。
GetName
（）
接著開啟HFSS——新建工程，然後執行以下程式碼（例項化Handler），可見已能成功獲取當前開啟的工程（Project）和設計（Design）的名稱。
if __name__ == ‘__main__’：
h = Handler（）
print（‘Prj： ’， h。prj_name）
print（‘Des： ’， h。des_name）
>>> Prj： Project1
>>> Des： HFSSDesign1
同時注意到，在HFSS同一個視窗中選取其他Project和Design時，再次執行程式，輸出結果也會發生相應變化，說明Python可有效控制HFSS。
注意：如果執行程式碼時沒有開啟HFSS，程式會自動開啟HFSS，並建立一個新的工程，此時，如果電腦開啟HFSS比較慢，會出現“假死”的情況。
3、如何用Tk寫一個簡單的GUI
Python的GUI實現途徑很多，常用的有Tkinter、PyQt、Kivy等，選擇Tkinter一是因為Python自帶，無需額外安裝，二是該例子很簡單，Tkinter效能足亦，三是後續打包相對方便。
然而，選擇Tkinter（簡稱Tk）的最主要缺點是：介面比較醜 。。。下面是其基本功能的實現程式碼。
from tkinter import *
from win32com import client
# HFSS控制器，程式碼見前，略
class Handler：
def __init__（self）：
。。。
# 回撥函式：對應“連線”按鈕
def connect（）：
global h
h = Handler（）
prj_name。set（h。prj_name）
des_name。set（h。des_name）
# GUI主介面設定
main = Tk（）
main。geometry（‘300x200’）
main。title（‘HFSS控制器’）
# 1、控制按鈕設定
connect_btn = Button（main， text=‘連線’， command=connect）
connect_btn。grid（row=0， column=0）
# 2、顯示Project資訊
Label（main， text=‘工程名： ’）。grid（row=1， column=0）
prj_name = StringVar（）
Label（main， textvariable=prj_name）。grid（row=1， column=1）
# 3、顯示Design資訊
Label（main， text=‘設計名： ’）。grid（row=2， column=0）
des_name = StringVar（）
Label（main， textvariable=des_name）。grid（row=2， column=1）
# 執行（Loop）
main。mainloop（）
執行以後，可以得到如下介面：
點選
連線
按鈕，可以在介面中獲取HFSS資訊（同樣注意，HFSS應是開啟狀態）。
當然，該段程式碼只是實現了最最基本的功能，此處可以盡情發揮腦洞，並結合HFSS的
程式碼幫助.pdf
（下圖位置開啟），開發控制HFSS的各種功能。
比如，加入瞭如下一段方法後，可以實現控制HFSS畫矩形的功能。
class Handler：
def __init__（self）：
。。。 # 省略，詳細見前
# 新增方法：畫矩形
def draw_rec（self， x， y， z， name， axis=‘Z’）：
self。oEditor = self。oDesign。SetActiveEditor（“3D Modeler”）
self。oEditor。CreateRectangle（
。。。 # 程式碼省略，見pdf中CreateRectangle
）
# 回撥函式：畫矩形，對應“畫矩形”按鈕
def draw_a_rectangle（）：
h。draw_rec（100， 50， 0， ‘a’）
# 畫矩形
rec_btn = Button（main， text=‘畫一個矩形’，
command=draw_a_rectangle）
rec_btn。grid（row=3， column=0）
然後即可實現在程式中控制HFSS畫一個矩形。
3、如何用pyinstaller打包成exe
如果你想將寫好的程式發給其他人使用，就需要將py檔案打包，例如在Windows電腦上執行，則需要打包成exe檔案。
這個時候，將遇到Python的一個大坑 ！網上教程一般會推薦採用pyinstaller打包，然後折騰半天后，你會發現打包的exe體積接近200Mb，而且開啟速度巨慢無比！確實讓人沮喪，這還如何分享？？
然而我沒有放棄，經過反覆研究後，我發現核心原因是不能在整合環境（比如Anaconda）中的python。exe作為直譯器來打包py，否則會載入太多無用的包，正確的操作步驟如下：
A、在官網下載純淨的python並安裝，新建一個資料夾，複製py檔案，然後在Pycharm中：File——Settings——Project： XX（XX為你的工程名）——Project Interpreter，在下拉選單中選擇Show All，點選+號，然後選擇純淨的python。exe，Pycharm會建立一個新的
虛擬環境
。
B、安裝必要的模組：pywin32和pyinstaller，有兩種安裝方式：一是在剛才的介面中點選+號安裝，二是在Pycharm整合的console中透過pip來安裝，如下圖（注意命令列前有venv標識，代表這是虛擬環境，這個時候安裝的包不會影響虛擬環境外的Python）
注意：如果和我一樣在一個不能聯網的工作環境（不要問我為什麼 ），則只能手動下載。whl或者。tar。gz檔案，然後透過pip進行安裝。
C、在命令列中輸入
pyinstaller -F -w HFSS_controller。py
順利的話則開始打包程式，完成後在當前目錄下的dist資料夾出現可執行檔案如下：
可見打包出來的exe只有10Mb左右，且執行順利，NICE！
4、總結
本文介紹了採用Python控制HFSS的思路，並透過Tk編寫了一個簡易的介面，然後透過Pyinstaller打包成exe，完成了一個可直接執行、帶介面的HFSS控制程式。大家可以按照這個思路，構建屬於自己的HFSS自動化小工具，並且分享給同事。
