北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院 侯秋華 劉 煒

基于Windows CE系統(tǒng)的模擬時(shí)鐘設(shè)計(jì)

北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)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(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法，該設(shè)計(jì)以三星公司的S3C2440為核心，基于MFC編程，實(shí)現(xiàn)了鐘面上時(shí)分秒針的實(shí)時(shí)顯示。本設(shè)計(jì)編譯生成的.exe文件可做為Windows CE系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用程序使用。

ARM；S3C2440；Windows CE；模擬時(shí)鐘

1.引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式設(shè)備廣泛應(yīng)用于商業(yè)管理和工業(yè)控制等領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)以ARM9嵌入式微處理器S3C2440為核心，基于MFC編程，在開(kāi)發(fā)板的液晶顯示屏上顯示模擬時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)了時(shí)分秒針的實(shí)時(shí)顯示。

2.硬件平臺(tái)

本設(shè)計(jì)以ARM9嵌入式微處理器S3C2440開(kāi)發(fā)板為核心，主要利用S3C2440內(nèi)置的RTC模塊，通過(guò)讀取系統(tǒng)時(shí)間來(lái)實(shí)時(shí)繪制時(shí)針，實(shí)現(xiàn)模擬時(shí)鐘的實(shí)時(shí)走動(dòng)。

3.軟件設(shè)計(jì)

3.1 對(duì)話框設(shè)計(jì)

建立工程之后，在Resource View中設(shè)計(jì)模擬時(shí)鐘的界面，選定一個(gè)與S3C2440觸摸屏相符的對(duì)話框界面。模擬時(shí)鐘的顯示用程序?qū)崿F(xiàn)，在對(duì)話框下方放置從Toolbox中選擇的控件。本設(shè)計(jì)總共用到九個(gè)控件：對(duì)話框控件，顯示時(shí)分秒的靜態(tài)文本控件，用于顯示數(shù)字的動(dòng)態(tài)控件，更改時(shí)間的控件和確定控件等。

3.2 程序設(shè)計(jì)

首先添加一個(gè)OnTimer()函數(shù)讀取系統(tǒng)時(shí)間并用作計(jì)時(shí)器的消息處理函數(shù)，用于通知moniDlg類中的畫(huà)表盤(pán)刻度和指針的函數(shù)重新繪圖。添加設(shè)置時(shí)間按鈕函數(shù)，用于導(dǎo)出軟鍵盤(pán)，設(shè)置時(shí)間；確認(rèn)按鈕函數(shù)用于關(guān)閉軟鍵盤(pán)，此時(shí)屏幕刷新。

3.2.1 表盤(pán)刻度畫(huà)法

在moniDlg類中添加畫(huà)表盤(pán)刻度的函數(shù)。程序創(chuàng)建兩種畫(huà)筆，設(shè)置不同的顏色和粗細(xì)，來(lái)區(qū)分整點(diǎn)時(shí)刻和分點(diǎn)時(shí)刻。

由于S3C2440開(kāi)發(fā)板顯示屏默認(rèn)的原點(diǎn)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(pán)的位置，表盤(pán)上的刻度都在以圓心為中心的圓環(huán)上。其坐標(biāo)可以通過(guò)三角函數(shù)推導(dǎo)出來(lái)。設(shè)圓心坐標(biāo)為（X，Y），半徑為R，表盤(pán)上其他點(diǎn)的坐標(biāo)為（X1，Y1），該點(diǎn)與圓心X軸夾角為A（0～360度），該點(diǎn)坐標(biāo)為（X1=X+RcosA，Y1=Y+RsinA）。

由于我們習(xí)慣上使用逆時(shí)針的角度，而表針是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即在S3C2440上，坐標(biāo)跟我們實(shí)際用到的坐標(biāo)方向不同，所以我們應(yīng)先算出從12點(diǎn)開(kāi)始的每個(gè)刻度的正余弦值，即有60個(gè)數(shù)組元素的正余弦數(shù)組，為計(jì)算每個(gè)刻度跟時(shí)分秒針在表盤(pán)中的位置做準(zhǔn)備。校正后的角度值，按順時(shí)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(pán)畫(huà)法流程圖

圖2 指針畫(huà)法流程圖

3.2.2 指針畫(huà)法

在moniDlg類中添加刻畫(huà)指針的函數(shù)。時(shí)分秒針主要用長(zhǎng)短和粗細(xì)區(qū)分，亦可設(shè)置指針顏色。繪制指針以角度值為控制變量，根據(jù)前面畫(huà)表盤(pán)計(jì)算出的校正后的角度值及定義的時(shí)分秒針的長(zhǎng)度，算出時(shí)分秒針起始的坐標(biāo)值。利用讀取的系統(tǒng)時(shí)間算出坐標(biāo)，用函數(shù)MoveTo(x1，y1)和LineTo(x2，y2)實(shí)現(xiàn)指針的連接并實(shí)時(shí)顯示。為了讓模擬時(shí)鐘看起來(lái)更加平滑美觀，本文設(shè)計(jì)每2分鐘，時(shí)針移動(dòng)1度；每10秒鐘，分針移動(dòng)1度；秒針則是每秒移動(dòng)一格即6度。因此要計(jì)算時(shí)分秒針的坐標(biāo)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(gòu)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(shí)針的取值只有1～12這12個(gè)數(shù)字，本文設(shè)計(jì)每2分鐘，時(shí)針移動(dòng)1度。此處用讀取的分鐘數(shù)和小時(shí)數(shù)來(lái)計(jì)算時(shí)針的頂點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。設(shè)讀取系統(tǒng)時(shí)間的小時(shí)數(shù)為st.wHour，分鐘數(shù)為st.wMinute，時(shí)針移動(dòng)的度數(shù)為H。由于S3C2440系統(tǒng)時(shí)間采用24小時(shí)制，當(dāng)讀取系統(tǒng)小時(shí)數(shù)小于等于12，則H=st.wHour*30+st.wMinute/2；當(dāng)系統(tǒng)小時(shí)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(shí)針的頂點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。其中x和y為表盤(pán)圓心坐標(biāo)，下同。

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

終點(diǎn)坐標(biāo)（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(gè)數(shù)字，本設(shè)計(jì)為每10秒分針移動(dòng)1度。用讀取的分鐘數(shù)和秒鐘數(shù)來(lái)計(jì)算分針的頂點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。設(shè)讀取的分鐘數(shù)為st.wMinute，秒鐘數(shù)為st.wSecond，分針移動(dòng)的度數(shù)為M。由于要使得每10秒分針移動(dòng)1度，因此計(jì)算時(shí)要加上st.wSecond/10。M=st.wMinute*6+st.wSecond/10，當(dāng)計(jì)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(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。

圖3 模擬時(shí)鐘顯示界面

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

終點(diǎn)坐標(biāo)(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(gè)數(shù)字，本設(shè)計(jì)為每過(guò)1秒鐘，秒針移動(dòng)1格。設(shè)讀取系統(tǒng)的秒鐘數(shù)為st.wSecond，秒針移動(dòng)的度數(shù)為S。S=st.wSecond*6，當(dāng)計(jì)算出的S=360時(shí)，S取0；否則取計(jì)算出的值。將算出的S代入下列公式，即可算出秒針的頂點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。

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

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

時(shí)鐘指針畫(huà)法流程圖：見(jiàn)圖2。

繪制指針的核心代碼：

4.在Windows CE下程序運(yùn)行的結(jié)果

程序界面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為上方顯示模擬鐘，下方顯示數(shù)字鐘和時(shí)間調(diào)整按鈕。本設(shè)計(jì)程序在一個(gè)顯示界面下實(shí)現(xiàn)了模擬鐘、數(shù)字鐘和時(shí)間調(diào)整的功能。程序運(yùn)行效果如圖3所示。指針和刻度顏色可根據(jù)個(gè)人喜好設(shè)定，筆者設(shè)置為黑色。

5.結(jié)語(yǔ)

本文的設(shè)計(jì)在Windows CE操作系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)了模擬鐘的全部顯示功能，同時(shí)還具有數(shù)字鐘的顯示和時(shí)間調(diào)整功能。編譯形成的可執(zhí)行文件，可用于智能手機(jī)、PDA、帶觸屏的開(kāi)發(fā)板等具有Windows CE系統(tǒng)的微型設(shè)備中，對(duì)嵌入式初學(xué)者也有很大的幫助。

[1]blogercn的專欄 一個(gè)模擬時(shí)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(hào)檢測(cè)與信息處理。

劉煒（1963—），男，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向：智能儀器。