基于WindowsCE系统的模拟时钟设计

【摘要】本文介绍了一种基于Windows CE 6.0操作系统的模拟时钟的设计方法，该设计以三星公司的S3C2440为核心，基于MFC编程，实现了钟面上时分秒针的实时显示。本设计编译生成的.exe文件可做为Windows CE系统的一个应用程序使用。

【关键词】ARM；S3C2440；Windows CE；模拟时钟

1.引言

随着科学技术的发展，嵌入式设备广泛应用于商业管理和工业控制等领域。本设计以ARM9嵌入式微处理器S3C2440为核心，基于MFC编程，在开发板的液晶显示屏上显示模拟时钟，实现了时分秒针的实时显示。

2.硬件平台

本设计以ARM9嵌入式微处理器S3C2440开发板为核心，主要利用S3C2440内置的RTC模块，通过读取系统时间来实时绘制时针，实现模拟时钟的实时走动。

3.软件设计

3.1 对话框设计

建立工程之后，在Resource View中设计模拟时钟的界面，选定一个与S3C2440触摸屏相符的对话框界面。模拟时钟的显示用程序实现，在对话框下方放置从Toolbox中选择的控件。本设计总共用到九个控件：对话框控件，显示时分秒的静态文本控件，用于显示数字的动态控件，更改时间的控件和确定控件等。

3.2 程序设计

首先添加一个OnTimer（）函数读取系统时间并用作计时器的消息处理函数，用于通知moniDlg类中的画表盘刻度和指针的函数重新绘图。添加设置时间按钮函数，用于导出软键盘，设置时间；确认按钮函数用于关闭软键盘，此时屏幕刷新。

3.2.1 表盘刻度画法

在moniDlg类中添加画表盘刻度的函数。程序创建两种画笔，设置不同的颜色和粗细，来区分整点时刻和分点时刻。

由于S3C2440开发板显示屏默认的原点在左上角，根据S3C2440触摸屏的大小确定圆心位置，这样就确定了表盘的位置，表盘上的刻度都在以圆心为中心的圆环上。其坐标可以通过三角函数推导出来。设圆心坐标为（X，Y），半径为R，表盘上其他点的坐标为（X1，Y1），该点与圆心X轴夹角为A（0～360度），该点坐标为（X1=X+RcosA，Y1=Y+RsinA）。

由于我们习惯上使用逆时针的角度，而表针是顺时针转动，即在S3C2440上，坐标跟我们实际用到的坐标方向不同，所以我们应先算出从12点开始的每个刻度的正余弦值，即有60个数组元素的正余弦数组，为计算每个刻度跟时分秒针在表盘中的位置做准备。校正后的角度值，按顺时针重新排列三角函数值，得到如下正余弦数组：

时钟表盘画法流程图：见图1。

画表盘核心代码：

3.2.2 指针画法

在moniDlg类中添加刻画指针的函数。时分秒针主要用长短和粗细区分，亦可设置指针颜色。绘制指针以角度值为控制变量，根据前面画表盘计算出的校正后的角度值及定义的时分秒针的长度，算出时分秒针起始的坐标值。利用读取的系统时间算出坐标，用函数MoveTo（x1，y1）和LineTo（x2，y2）实现指针的连接并实时显示。为了让模拟时钟看起来更加平滑美观，本文设计每2分钟，时针移动1度；每10秒钟，分针移动1度；秒针则是每秒移动一格即6度。因此要计算时分秒针的坐标位置，还需在校正后角度的三角函数正余弦数组中加入一定的数组元素，构成新的三角函数正余弦数组：

（1）时针的取值只有1～12这12个数字，本文设计每2分钟，时针移动1度。此处用读取的分钟数和小时数来计算时针的顶点和终点坐标。设读取系统时间的小时数为st.wHour，分钟数为st.wMinute，时针移动的度数为H。由于S3C2440系统时间采用24小时制，当读取系统小时数小于等于12，则H=st.wHour*30+st.wMinute/2；当系统小时数大于12，则H=（st.wHour—12）*30+st.wMinute/2。若得到的H=360，则取H为0；若H

（2）分针的取值是60个数字，本设计为每10秒分针移动1度。用读取的分钟数和秒钟数来计算分针的顶点和终点坐标。设读取的分钟数为st.wMinute，秒钟数为st.wSecond，分针移动的度数为M。由于要使得每10秒分针移动1度，因此计算时要加上st.wSecond/10。M=st.wMinute*6+st.wSecond/10，当计算后M=360，则取M为0。将算出的M代入下列公式，即可算出分针的顶点和终点坐标。

（3）秒针的取值亦为60个数字，本设计为每过1秒钟，秒针移动1格。设读取系统的秒钟数为st.wSecond，秒针移动的度数为S。S=st.wSecond*6，当计算出的S=360时，S取0；否则取计算出的值。将算出的S代入下列公式，即可算出秒针的顶点和终点坐标。

时钟指针画法流程图：见图2。

绘制指针的核心代码：

程序界面设计结构为上方显示模拟钟，下方显示数字钟和时间调整按钮。本设计程序在一个显示界面下实现了模拟钟、数字钟和时间调整的功能。程序运行效果如图3所示。指针和刻度颜色可根据个人喜好设定，笔者设置为黑色。

5.结语

本文的设计在Windows CE操作系统下，实现了模拟钟的全部显示功能，同时还具有数字钟的显示和时间调整功能。编译形成的可执行文件，可用于智能手机、PDA、带触屏的开发板等具有Windows CE系统的微型设备中，对嵌入式初学者也有很大的帮助。

参考文献

[1]blogercn的专栏 一个模拟时钟[EB/OL].，2009—8—9/2012—9—20.

作者简介：

侯秋华（1986—），女，硕士研究生，主要研究方向：信号检测与信息处理。

刘炜（1963—），男，副教授，硕士生导师，主要研究方向：智能仪器。