模拟电子时钟c语言课程设计设计报告
石家庄铁道大学课程设计
模拟电子时钟
单 位 电气与电子工程学院 分院(系)
专 业 电气
学 号
学生姓名
指导教师
完成日期 2011 年5 月29日
摘 要
电子时钟是一种用电脑实现时、分、秒计时的装置，与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。
C语言功能丰富、表达能力强、使用方便、应用面广、目标程序效率高，因此特别适合模拟电子时钟的开发
关键词：模拟电子时钟，程序设计。
目录
第1章 选题的意义……………………………………………………………… 4
1.1 ………………………………………………………………………… 4
1.2 ………………………………………………………………………… 4
第2章 系统功能需求分析 ……………………………………………………… 5
2.1系统的基本要求 ……………………………………………………… 5
2.2 ………………………………………………………………………… 5
第3章 系统设计 ………………………………………………………………… 6
第4章 系统实现 ………………………………………………………………… 7
第5章 总结 ……………………………………………………………………… 19
第1章 选题的意义
1.1 选题的意义
随着社会的发展，电子钟逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。人们对时钟精度的要求越来越高，这就要求我们动用电子模拟技术对时钟的精度进行保证，同时模拟电子时钟还可以设计出美观的画面，具有现实中时钟不可相比的优点。此程序所模拟出来的电子时钟具有操作简单，灵活，实用的优点，可以为我们提供方便。
同时通过对生活中普遍存在实物的设计，可以加深我们对c语言的深入理解掌握开发电子钟的基本原理，为进一步开发高质量程序打下基础。
1.2 硬件环境
完整的电脑，包括键盘、鼠标、以及足够大的内存空间。屏幕尺寸推荐使用640*380.
1.3软件环境
开发过程采用win-tc环境，
运行环境是采用windows xp操作系统。
第2章 系统功能需求分析
2.1系统的基本要求
实现时钟显示功能 ，具有动画模拟时钟和数字时钟，可以修改时间， 界面友好，运行稳定
2.2系统的功能
首先画出时钟的界面，包括表盘，表针，以及数字时钟界面。
同时还在屏幕上打印出帮助信息，使使用者轻松方便的使用该时钟。 预期设想实现时钟的调时功能，按下一个键，进入时钟时间重设功能。 本电子时钟有四个模块构成，电子时钟界面显示，电子时钟按键控制，电子时钟动画处理，数字时钟模拟；具备修改时间功能，模拟出动态画面，界面友好，显示准确。可以模拟出动画状态。运行稳定，时间准确，精度较高，界面给人以美感，舒适。
第3章 系统设计
设计主体为首先画图，然后调用时钟处理函数，其次再调用一个循环，使之进入主体时钟处理函数。时钟处理函数中含有划线函数，先取得电脑中的时间，调用画图函数画出当前所对应的模拟时钟图像，同时把时间赋给数字时钟
3.1流程图
3.2电子时钟界面显示
本程序定义了huatu()函数，程序首先进入主函数后，就开始调用huatu()函数。Huatu()函数中首先调用initgraph()函数，使系统进入图形模式，调用setlinestyle(x,y,z)函数来设定线粗。Z代表线的粗细，分为1，2，3三个等级的线型；调用setbkcolor(x)函数设置当前的背景颜色，颜色分为1-15个等级，0为白色；然后调用setcolor(x)函数确定当前画线的颜色，同样也有1-15个等级；调用line(x,y,a,b)函数开始画线，（x,y）代表起点坐标（a,b）代表终点坐标；然后调用outtextxy(x,y,””)函数在坐标点为（x,y）的位置输出分号中的内容；其中还调用了circle(i,j,x)函数画出了以x为半径（x，y）为圆心的圆作为表示小时或者分钟的圆点；调用完以上函数就完成了界面主体的绘制。
3.3按键控制模块
在本模块中，使用bioskey()函数读取用户的键值进行判断，执行相应操作。具体如下：
用户按下TAB或者Esc键，系统调按键判断函数，跳出时钟处理函数1，进入输入界面，调用scanf（）函数对结构体变量中的元素&t[0].ti_min,&t[0].ti_hour,&t[0].ti_sec重新赋值后，再调用settime（t）函数，使之把数值赋给系统时间，通过改变系统时间达到修改时间的功能。
3.4时钟动画处理
时钟动画处理是本程序的核心，巧妙模拟出动态效果。其中的关键在于对时针、分针、秒针的绘制以及计算。具体设计如下：
（1） 坐标点的计算，表盘中的时分秒有一个共同的圆心，但是各
在不同的圆弧上移动，规律是：秒针转动60次，分针转动1次；分针转动60次，时针转动1次；秒针每一次所经过的角度是60度，并且可以通过与圆心的关系计算出来。具体计算如下：圆心坐标为（x,y），半径为r借助三角函数可以求得k点的坐标值（x+asin，y-acos），同样可以用相同的方法求得，分、秒的坐标值。本程序中a，b，c分别取50,80,98，单位为像素。可以模拟出不同的长度，作为时、分、秒指针示意图如下：
（2） 动画处理流程
初运行阶段首先取得系统时间并保存在t结构体变量内，同时在数字时钟中显示出当前系统时间。然后开始进入for循环，直到用户按ESC或者Tab键跳出循环。同时打开扬声器，发出滴答声，并利用while循环延迟一秒从而模拟出机械钟的滴答声。延迟一秒后清除原来的秒针，绘制新的秒针，同时更新数字时钟的数字。用一个if语句判断如果分钟有变化，清除分针，重绘分针；如果时针有变化，清除时针，重绘时针。最后通过对键值的判断，若为Esc或者Tab则跳出循环。
3.5数字时钟处理模块
在本模块中，每隔一秒会调用gettime(t)函数来得到系统时间，并把它赋给digitclock()函数，并在显示相应的数字时钟位置，同时还有一个判断语句，如果秒数等于60，那么秒数就会重新变为0，从而形成一个循环。修改时间是通过的改变系统时间来实现的，调用scanf（）函数把t结构体变量重新赋值，再调用settime()函数就把系统时间修改成功了。
第4章 系统实现
/*电子时钟源代码*/
#include
#include
#include
#include
#define PI 3.1415926 /*定义常量*/
#define ESC 0x11b /*ESC键 ： 退出系统*/
#define TAB 0xf09 /*TAB键 ： 移动光标*/
/*函数声明*/
int keyhandle(int); /*键盘按键判断，并调用相关函数处理*/ int digithour(double); /*将double型的小时数转换成int型*/ int digitmin(double); /*将double型的分钟数转换成int型*/ int digitsec(double); /*将double型的秒钟数转换成int型*/ void digitclock(int,int,int ); /*在指定位置显示时钟或分钟或秒钟数*/ void drawcursor(int); /*绘制一个光标*/
void clearcursor(int);/*消除前一个光标*/
void clockhandle(); /*时钟处理*/
double h,m,s; /*全局变量:小时，分，秒*/
double ho,mi;
double x,x1,x2,y,y1,y2; /*全局变量:坐标值*/
struct time t[1];/*定义一个time结构类型的数组*/
main()
{
huatu();
clockhandle1();/*开始调用时钟处理程序*/
tab1:
closegraph();
printf("setuptime,now!\n please (min,hour,sec)\n");
scanf("%d,%d,%d",&t[0].ti_min,&t[0].ti_hour,&t[0].ti_sec); huatu();
settime(t);
clockhandle2();
goto tab1;
closegraph(); /*关闭图形系统*/
return 0; /*表示程序正常结束,向操作系统返回一个0值*/ }
clockhandle1()
{
int k=0,count;
setcolor(15);
gettime(t);/*取得系统时间,保存在time结构类型的数组变量中*/
h=t[0].ti_hour;
m=t[0].ti_min;
x=50*sin((h*60+m)/360*PI)+320; /*时针的x坐标值*/
y=180-50*cos((h*60+m)/360*PI); /*时针的y坐标值*/
line(320,180,x,y);/*在电子表中绘制时针*/
x1=80*sin(m/30*PI)+320; /*分针的x坐标值*/
y1=180-80*cos(m/30*PI); /*分针的y坐标值*/
line(320,180,x1,y1); /*在电子表中绘制分针*/
digitclock(260,333,digithour(h)); /*在数字时钟中，显示当前的小时值*/
digitclock(305,333,digitmin(m)); /*在数字时钟中，显示当前的分钟值*/
setwritemode(1);
/*规定画线的方式,如果mode=1,则表示画线时用现在特性的线
与所画之处原有的线进行异或(XOR)操作,实际上画出的线是原有线与现在规定
的线进行异或后的结果。因此, 当线的特性不变, 进行两次画线操作相当于没有 画线，即在当前位置处清除了原来的画线*/
for(count=2;k!=ESC&&k!=TAB;){ /*开始循环，直至用户按下ESC键结束循环*/ setcolor(12);/*淡红色*/
sound(500);/*以指定频率打开PC扬声器,这里频率为500Hz*/
delay(700);/*发一个频率为500Hz的音调,维持700毫秒*/
sound(200);/*以指定频率打开PC扬声器,这里频率为200Hz*/
delay(300);
/*以上两种不同频率的音调，可仿真钟表转动时的嘀哒声*/
nosound(); /*关闭PC扬声器*/
s=t[0].ti_sec;
m=t[0].ti_min;
h=t[0].ti_hour;
x2=98*sin(s/30*PI)+320; /*秒针的x坐标值*/
y2=180-98*cos(s/30*PI); /*秒针的y坐标值*/
setlinestyle(0,0,1);
line(320,180,x2,y2);
/*绘制秒针*/
/*利用此循环,延时一秒*/
while(t[0].ti_sec==s&&t[0].ti_min==m&&t[0].ti_hour==h)
{ gettime(t);/*取得系统时间*/
if(bioskey(1)!=0){
k=bioskey(0);
count=keyhandle(k);
}
}
setcolor(15);
digitclock(353,333,digitsec(s)+1);/*数字时钟增加１秒*/
setcolor(12); /*淡红色*/
x2=98*sin(s/30*PI)+320;
y2=180-98*cos(s/30*PI);
line(320,180,x2,y2);
/*用原来的颜色在原来位置处再绘制秒针，以达到清除当前秒针的目的*/
/*分钟处理*/
if(t[0].ti_min!=m){ /*若分钟有变化*/
/*消除当前分针*/
setcolor(15); /*白色*/
x1=80*sin(m/30*PI)+320;
y1=180-80*cos(m/30*PI);
line(320,180,x1,y1);
/*绘制新的分针*/
m=t[0].ti_min;
digitclock(305,333,digitmin(m)); /*在数字时钟中显示新的分钟值*/
x1=80*sin(m/30*PI)+320;
y1=180-80*cos(m/30*PI);
line(320,180,x1,y1);
}
/*小时处理*/
if((t[0].ti_hour*60+t[0].ti_min)!=(h*60+m)){ /*若小时数有变化*/
/*消除当前时针*/
setcolor(15); /*白色*/
x=50*sin((h*60+m)/360*PI)+320;/*50:时钟的长度（单位：像素），320:圆心的x坐标值*/
y=180-50*cos((h*60+m)/360*PI);
line(320,180,x,y);
/*绘制新的时针*/
h=t[0].ti_hour;
digitclock(260,333,digithour(h));
x=50*sin((h*60+m)/360*PI)+320;
y=180-50*cos((h*60+m)/360*PI);
line(320,180,x,y);
}
}
}
int keyhandle(int key) /*键盘控制 */
case TAB:;
}
int digithour(double h)/*将double型的小时数转换成int型*/
{int i;
for(i=0;i
{if(h==i) return i;}
}
int digitmin(double m)/*将double型的分钟数转换成int型*/
{int i;
for(i=0;i
{if(m==i) return i;}
}
int digitsec(double s) /*将double型的秒钟数转换成int型*/
{int i;
for(i=0;i
{if(s==i) return i;}
}
void digitclock(int x,int y,int clock)/*在指定位置显示数字时钟:时\分\秒*/
{char buffer1[10];
setfillstyle(0,2);
bar(x,y,x+20,348);
if(clock==60) clock=0;
sprintf(buffer1,"%d",clock);
outtextxy(x,y,buffer1);
}
void drawcursor(int count) /*根据count的值，画一个光标*/
{switch(count)
{
case 1:line(424,315,424,325);break;
case 2:line(465,315,465,325);break;
case 3:line(505,315,505,325);break;
}
}
void clearcursor(int count) /*根据count的值，清除前一个光标*/
{
case 1:line(424,315,424,325);break;
case 2:line(465,315,465,325);break;
case 3:line(505,315,505,325);break;
}
}
huatu()
{
int driver, mode=0,i,j;
driver=DETECT; /*自动检测显示设备*/
initgraph(&driver, &mode, "");/*初始化图形系统*/
setlinestyle(0,0,3); /*设置当前画线宽度和类型:设置三点宽实线*/
setbkcolor(0);/*用调色板设置当前背景颜色*/
setcolor(9); /*设置当前画线颜色*/
line(5,5,635,5);
line(5,5,5,475);
line(635,5,635,475);
line(5,475,635,475);
line(5,235,320,5);
line(320,5,635,235);
line(635,235,320,400);
line(320,400,5,235); /*画主体框架的边直线*/
/*arc(int x, int y, int stangle, int endangle, int radius)*/
setcolor(15);
outtextxy(305,50,"CLOCK"); /*显示标题*/
setcolor(7);
line(250,320,390,320);
line(390,320,390,350);
line(390,350,250,350);
line(250,350,250,320);
setcolor(5);
for(i=290;i
for(j=333;j
setlinestyle(0,0,3);
circle(i,j,1); /*以(i, y)为圆心,1为半径画圆*/
}
/*绘制表示小时的圆点*/
setcolor(15);
for(i=0,mi=0,ho=0;i
x=100*sin((ho*60+mi)/360*PI)+320;
y=180-100*cos((ho*60+mi)/360*PI);
setlinestyle(0,0,3);
}
/*绘制表示分钟或秒钟的圆点*/
setcolor(11);
for(i=0,mi=0;i
x=100*sin(mi/30*PI)+320;
y=180-100*cos(mi/30*PI);
setlinestyle(0,0,1);
circle(x,y,1);
}
/*在电子表的左边打印帮助提示信息*/
setcolor(12);
outtextxy(250,420,"Do not waste time!");
outtextxy(20,35,"print TAB or ESC to setup time!");
outtextxy(385,35,"May you be happy forever");
setcolor(10);
outtextxy(400,55,"version 1.0");
outtextxy(20,55,"jinhengli c language program");
outtextxy(313,65,"12");
outtextxy(363,80,"1");
outtextxy(413,120,"2");
outtextxy(426,175,"3");
outtextxy(413,225,"4");
outtextxy(370,273,"5");
outtextxy(316,286,"6");
outtextxy(263,275,"7");
outtextxy(219,233,"8");
outtextxy(205,177,"9");
outtextxy(214,120,"10");
outtextxy(263,80,"11");
setcolor(10);
circle(150,240,50);
circle(150,240,45);
circle(150,240,40);
circle(150,240,35);
circle(150,240,30);
circle(150,240,25);
circle(150,240,20);
circle(150,240,15);
circle(150,240,10);
circle(150,240,05);
circle(150,240,1);
circle(490,240,50);
circle(490,240,45);
circle(490,240,35);
circle(490,240,30);
circle(490,240,25);
circle(490,240,20);
circle(490,240,15);
circle(490,240,10);
circle(490,240,05);
circle(490,240,1);
}
clockhandle2()
{
int k=0,count;
setcolor(15);
gettime(t);/*取得系统时间,保存在time结构类型的数组变量中*/
h=t[0].ti_hour;
m=t[0].ti_min;
x=50*sin((h*60+m)/360*PI)+320; /*时针的x坐标值*/
y=180-50*cos((h*60+m)/360*PI); /*时针的y坐标值*/
line(320,180,x,y);/*在电子表中绘制时针*/
x1=80*sin(m/30*PI)+320; /*分针的x坐标值*/
y1=180-80*cos(m/30*PI); /*分针的y坐标值*/
line(320,180,x1,y1); /*在电子表中绘制分针*/
digitclock(260,333,digithour(h)); /*在数字时钟中，显示当前的小时值*/
digitclock(305,333,digitmin(m)); /*在数字时钟中，显示当前的分钟值*/
setwritemode(1);
/*规定画线的方式,如果mode=1,则表示画线时用现在特性的线
与所画之处原有的线进行异或(XOR)操作,实际上画出的线是原有线与现在规定
的线进行异或后的结果。因此, 当线的特性不变, 进行两次画线操作相当于没有 画线，即在当前位置处清除了原来的画线*/
for(count=2;k!=ESC&&k!=TAB;){ /*开始循环，直至用户按下ESC键结束循环*/ setcolor(12);/*淡红色*/
sound(500);/*以指定频率打开PC扬声器,这里频率为500Hz*/
delay(700);/*发一个频率为500Hz的音调,维持700毫秒*/
sound(200);/*以指定频率打开PC扬声器,这里频率为200Hz*/
delay(300);
/*以上两种不同频率的音调，可仿真钟表转动时的嘀哒声*/
nosound(); /*关闭PC扬声器*/
s=t[0].ti_sec;
m=t[0].ti_min;
h=t[0].ti_hour;
x2=98*sin(s/30*PI)+320; /*秒针的x坐标值*/
y2=180-98*cos(s/30*PI); /*秒针的y坐标值*/
setlinestyle(0,0,1);
line(320,180,x2,y2);
/*绘制秒针*/
/*利用此循环,延时一秒*/
while(t[0].ti_sec==s&&t[0].ti_min==m&&t[0].ti_hour==h)
{ gettime(t);/*取得系统时间*/
if(bioskey(1)!=0){
k=bioskey(0);
count=keyhandle(k);
}
}
setcolor(15);
digitclock(353,333,digitsec(s)+1);/*数字时钟增加１秒*/
setcolor(12); /*淡红色*/
x2=98*sin(s/30*PI)+320;
y2=180-98*cos(s/30*PI);
line(320,180,x2,y2);
/*用原来的颜色在原来位置处再绘制秒针，以达到清除当前秒针的目的*/
/*分钟处理*/
if(t[0].ti_min!=m){ /*若分钟有变化*/
/*消除当前分针*/
setcolor(15); /*白色*/
x1=80*sin(m/30*PI)+320;
y1=180-80*cos(m/30*PI);
line(320,180,x1,y1);
/*绘制新的分针*/
m=t[0].ti_min;
digitclock(305,333,digitmin(m)); /*在数字时钟中显示新的分钟值*/
x1=80*sin(m/30*PI)+320;
y1=180-80*cos(m/30*PI);
line(320,180,x1,y1);
}
/*小时处理*/
if((t[0].ti_hour*60+t[0].ti_min)!=(h*60+m)){ /*若小时数有变化*/
/*消除当前时针*/
setcolor(15); /*白色*/
x=50*sin((h*60+m)/360*PI)+320;/*50:时钟的长度（单位：像素），320:圆心的x
坐标值*/
y=180-50*cos((h*60+m)/360*PI);
line(320,180,x,y);
/*绘制新的时针*/
h=t[0].ti_hour;
digitclock(260,333,digithour(h));
x=50*sin((h*60+m)/360*PI)+320;
y=180-50*cos((h*60+m)/360*PI);
line(320,180,x,y);
}
}
}
第5章 总结
本次课程设计用到了很多陌生的函数，如：line(),circle(),setcolor(),settime()等，但是通过自己细心地分析，在老师的耐心指导下，我很快学会了许多没见过的函数。这次课程设计就如同上了一次c语言的课，在设计过程中学到很多书本上学不到的知识。真正的学习过程是在实践中不断地摸索，不断地前进中学习的，在实践中可以发现一些现实的问题，可以遇见一些突发情况。在实践中运用知识，既增强了我们的动手能力，同时也锻炼了我们的思维方式以及解决问题的能力。
通过本次课程设计，使我掌握了如何设计一个程序，如何处理程序设计过程中出现的问题。虽然设计过程中出现很多问题，但是努力去思考，努力去攻克，没有设计不出来的程序，没有攻克不了的难题。C语言是一个功能强大的计算机语言，学会c语言可以为我们以后的发展铺平道路。这次实地上机操作，给了我们一份体验，让我们体会到了在程序编写过程中所遇到的难题，同时也激励我们继续在实践中学习c语言，为以后开发出功能强大的软件积累经验。
最后非常感谢刘老师对我的精心指导！