基于Windows CE系統(tǒng)的模擬時鐘設計

北方民族大學電氣信息工程學院 侯秋華 劉 煒

基于Windows CE系統(tǒng)的模擬時鐘設計

北方民族大學電氣信息工程學院 侯秋華 劉 煒

本文介紹了一種基于Windows CE 6.0操作系統(tǒng)的模擬時鐘的設計方法，該設計以三星公司的S3C2440為核心，基于MFC編程，實現(xiàn)了鐘面上時分秒針的實時顯示。本設計編譯生成的.exe文件可做為Windows CE系統(tǒng)的一個應用程序使用。

ARM；S3C2440；Windows CE；模擬時鐘

1.引言

隨著科學技術的發(fā)展，嵌入式設備廣泛應用于商業(yè)管理和工業(yè)控制等領域。本設計以ARM9嵌入式微處理器S3C2440為核心，基于MFC編程，在開發(fā)板的液晶顯示屏上顯示模擬時鐘，實現(xiàn)了時分秒針的實時顯示。

2.硬件平臺

本設計以ARM9嵌入式微處理器S3C2440開發(fā)板為核心，主要利用S3C2440內置的RTC模塊，通過讀取系統(tǒng)時間來實時繪制時針，實現(xiàn)模擬時鐘的實時走動。

3.軟件設計

3.1 對話框設計

建立工程之后，在Resource View中設計模擬時鐘的界面，選定一個與S3C2440觸摸屏相符的對話框界面。模擬時鐘的顯示用程序實現(xiàn)，在對話框下方放置從Toolbox中選擇的控件。本設計總共用到九個控件：對話框控件，顯示時分秒的靜態(tài)文本控件，用于顯示數(shù)字的動態(tài)控件，更改時間的控件和確定控件等。

3.2 程序設計

首先添加一個OnTimer()函數(shù)讀取系統(tǒng)時間并用作計時器的消息處理函數(shù)，用于通知moniDlg類中的畫表盤刻度和指針的函數(shù)重新繪圖。添加設置時間按鈕函數(shù)，用于導出軟鍵盤，設置時間；確認按鈕函數(shù)用于關閉軟鍵盤，此時屏幕刷新。

3.2.1 表盤刻度畫法

在moniDlg類中添加畫表盤刻度的函數(shù)。程序創(chuàng)建兩種畫筆，設置不同的顏色和粗細，來區(qū)分整點時刻和分點時刻。

由于S3C2440開發(fā)板顯示屏默認的原點在左上角，根據(jù)S3C2440觸摸屏的大小確定圓心位置，這樣就確定了表盤的位置，表盤上的刻度都在以圓心為中心的圓環(huán)上。其坐標可以通過三角函數(shù)推導出來。設圓心坐標為（X，Y），半徑為R，表盤上其他點的坐標為（X1，Y1），該點與圓心X軸夾角為A（0～360度），該點坐標為（X1=X+RcosA，Y1=Y+RsinA）。

由于我們習慣上使用逆時針的角度，而表針是順時針轉動，即在S3C2440上，坐標跟我們實際用到的坐標方向不同，所以我們應先算出從12點開始的每個刻度的正余弦值，即有60個數(shù)組元素的正余弦數(shù)組，為計算每個刻度跟時分秒針在表盤中的位置做準備。校正后的角度值，按順時針重新排列三角函數(shù)值，得到如下正余弦數(shù)組：

圖1 表盤畫法流程圖

圖2 指針畫法流程圖

3.2.2 指針畫法

在moniDlg類中添加刻畫指針的函數(shù)。時分秒針主要用長短和粗細區(qū)分，亦可設置指針顏色。繪制指針以角度值為控制變量，根據(jù)前面畫表盤計算出的校正后的角度值及定義的時分秒針的長度，算出時分秒針起始的坐標值。利用讀取的系統(tǒng)時間算出坐標，用函數(shù)MoveTo(x1，y1)和LineTo(x2，y2)實現(xiàn)指針的連接并實時顯示。為了讓模擬時鐘看起來更加平滑美觀，本文設計每2分鐘，時針移動1度；每10秒鐘，分針移動1度；秒針則是每秒移動一格即6度。因此要計算時分秒針的坐標位置，還需在校正后角度的三角函數(shù)正余弦數(shù)組中加入一定的數(shù)組元素，構成新的三角函數(shù)正余弦數(shù)組：

static const float sin1_table[360]={}

static const float cos1_table[360]={}

(1)時針的取值只有1～12這12個數(shù)字，本文設計每2分鐘，時針移動1度。此處用讀取的分鐘數(shù)和小時數(shù)來計算時針的頂點和終點坐標。設讀取系統(tǒng)時間的小時數(shù)為st.wHour，分鐘數(shù)為st.wMinute，時針移動的度數(shù)為H。由于S3C2440系統(tǒng)時間采用24小時制，當讀取系統(tǒng)小時數(shù)小于等于12，則H=st.wHour*30+st.wMinute/2；當系統(tǒng)小時數(shù)大于12，則H=(st.wHour-12)*30+st.wMinute/2。若得到的H=360，則取H為0；若H<360，則H取式中算出的值。將算出的H代入下列公式，即可算出時針的頂點和終點坐標。其中x和y為表盤圓心坐標，下同。

頂點坐標（x1，y1）=（x+(int)((float)20*cos1_table[(H+30)%60])，y+(int)((float)20*sin1_table[(H+30)%60])）

終點坐標（x2，y2）=（x+(int)((float)ANALOG_HOUR_LEN*cos1_table[H])，y+(int)((float)ANALOG_HOUR_LEN*sin1_table[H])）

(2)分針的取值是60個數(shù)字，本設計為每10秒分針移動1度。用讀取的分鐘數(shù)和秒鐘數(shù)來計算分針的頂點和終點坐標。設讀取的分鐘數(shù)為st.wMinute，秒鐘數(shù)為st.wSecond，分針移動的度數(shù)為M。由于要使得每10秒分針移動1度，因此計算時要加上st.wSecond/10。M=st.wMinute*6+st.wSecond/10，當計算后M=360，則取M為0。將算出的M代入下列公式，即可算出分針的頂點和終點坐標。

圖3 模擬時鐘顯示界面

頂點坐標(x1，y1)=(x+(int)((float)20*cos1_table[(M+30)%60])，y+(int)((float)20*sin1_table[(M+30)%60])）

終點坐標(x2，y2)=(x+(int)((float)ANALOG_MINUTE_LEN*cos1_table[M])，y+(int)((float)ANALOG_MINUTE_LEN*sin1_table[M])）

(3)秒針的取值亦為60個數(shù)字，本設計為每過1秒鐘，秒針移動1格。設讀取系統(tǒng)的秒鐘數(shù)為st.wSecond，秒針移動的度數(shù)為S。S=st.wSecond*6，當計算出的S=360時，S取0；否則取計算出的值。將算出的S代入下列公式，即可算出秒針的頂點和終點坐標。

頂點坐標(x1，y1)=(x+(int)((float)20*cos1_table[(S+30)%60])，y+(int)((float)20*sin1_table[(S+30)%60])）

終點坐標(x2，y2)=(x+(int)((float)ANALOG_SECOND_LEN*cos1_table[S])，y+(int)((float)ANALOG_SECOND_LEN*sin1_table[S])）

時鐘指針畫法流程圖：見圖2。

繪制指針的核心代碼：

4.在Windows CE下程序運行的結果

程序界面設計結構為上方顯示模擬鐘，下方顯示數(shù)字鐘和時間調整按鈕。本設計程序在一個顯示界面下實現(xiàn)了模擬鐘、數(shù)字鐘和時間調整的功能。程序運行效果如圖3所示。指針和刻度顏色可根據(jù)個人喜好設定，筆者設置為黑色。

5.結語

本文的設計在Windows CE操作系統(tǒng)下，實現(xiàn)了模擬鐘的全部顯示功能，同時還具有數(shù)字鐘的顯示和時間調整功能。編譯形成的可執(zhí)行文件，可用于智能手機、PDA、帶觸屏的開發(fā)板等具有Windows CE系統(tǒng)的微型設備中，對嵌入式初學者也有很大的幫助。

[1]blogercn的專欄 一個模擬時鐘[EB/OL].http://www.52rd.com/Blog/Detail_RD.Blog_blogercn_20940.html,2009-8-9/2012-9-20.

侯秋華（1986—），女，碩士研究生，主要研究方向：信號檢測與信息處理。

劉煒（1963—），男，副教授，碩士生導師，主要研究方向：智能儀器。