指针式时钟课程设计报告.docx

指针式时钟课程设计报告课程名称： 设计题目： 专业班级： 姓 名： 学 号： 时 间： 指导教师： 23目 录1、基本功能描述22、设计思路3 2.1.程序流程图32.2.流程图相应说明43、软件设计63.1.设计步骤 63.2.界面设计103.3.关键功能的实现113.3.1模拟时钟的显示11 3.3.2加载位图作为时钟背景133.3.3启动时钟143.3.4设置时间153.3.5暂停与开始15 3.3.6整点报时163.3.7秒表计时173.3.8页面刷新及防抖动194、课程设计问题总结205、结论与心得216、参考文献237、附录237.1.调试报告237.2.测试结果251、基本功能描述本课程设计的指针式时钟程序是基于mfc的windows应用程序设计，程序运行成功后，单文档界面会出现指针式时钟，数字式时钟和秒表计时器。指针式时钟圆表盘圆周上有分布均匀的12个大刻度，每个大刻度分别对应一个小时。每两个大刻度之间还有4个小刻度，刻度显示清晰，并且3、6、9、12刻度点还采用“broadway”数字字体显示。时针，分针和秒针由粗细及长度各不相同的黑色绘成，其中时针采用镂空结构，秒针呈黑色细线状，尾部有实心圆点连接使得更容易观测。时钟界面为圆形，钟的内框为黑色，外框为宽度更粗的枚红色，并且钟面中心背景设计有一张图片，如此的结构设计使得本时钟更有特色。指针式的时钟表盘右面则是一个以数字式显示时间的数字钟，数字时钟表盘为矩形，字体亦采用深枚红色，其日期显示的格式是xxxx年xx月xx日，时间显示格式是xx：xx：xx，小时为24进制，分钟和秒是60进制。页面的菜单栏中设有时钟控制的栏目，用来对所显示的时间进行设置。用户可直接点击菜单栏中时钟控制的下拉列表的选项，或者直接按对应的快捷键。时钟整体外观简单时尚，使用方便快捷。页面的菜单栏设有时钟控制，可以对所显示的时间进行设置，用户可直接点击菜单栏中时钟控制的下拉列表的选项，或者直接使用快捷键。本模拟时钟可实现如下功能：（1）指针式的时钟和数字式的时钟显示的时间同步，且与计算机的系统时间一致，能显示的具体内容是年、月、日、时、分、秒。若想获得系统准确时间只需单击启动时钟。（2）用户可自定义时间，单击设置时间后，在弹出的对话框中填入符合要求的日期时间，点击确定，两时钟自动跳到所设置的时间。（3） 用户可点击菜单栏中的时钟控制中的暂停，开始选项即可实现随时暂停，开始时钟。（4）本时钟可实现整点报时，每整点时会有铃声播放出来并弹出消息框显示提示整点。（5）鼠标左键单击秒表计时器的启动按钮，可开始秒表计时，点击停止，即停止计时。2、设计思路 2.1程序流程图调用moveto( )、lineto( )绘出指针调用getcurrenttime( )获取当前系统时间调用getfont( )创建数字钟字体调用settimer( )设置时间间隔调用textout( )输出数字时间程序开始初始化全局变量the app( )调用oncreate( )对时间进行初始化调用getclientrect( )获取客户区定义画笔cpen( )和画刷cbrush( ) 调用ellipse( )绘制指针时钟钟面及绘制数字时钟对话框调用ontimer( )处理时间消息，ondraw( )刷新窗口显示调用setlocaltime( )时间显示？nyy设置时间？y暂停？是否启动秒表？nn调用killtime（）y调用onlbuttondown（）n退出？y程序结束 2.2 流程图相应说明 （1）程序运行开始定义全局变量theapp()，对构造函数及相应函数进行初始化，调用oncreate()函数对时间变量进行初始化 （2）在void chhlview:ondraw(cdc* pdc)函数体中，通过调用getclientrect()函数获区客户区，定义屏幕的大小并确定时钟中心坐标。接着定义画笔cpen()、画刷cbrush()设置钟面圆周的粗细和颜色（外围圆周是黑色，内围是粗的枚红色），然后调用ellipse()函数确定钟面圆周大小。采用settextcolor()函数定义输出字体颜色，并用createfont()函数定义输出文本字体，采用textout()函数输出字体。调用moveto（），lineto（）绘制表盘刻度及指针。通过得到在chlview中定义变量hour，minute，second的值，计算时针、分针、秒针在表盘刻度上的位置。无论何种指针，每次转动均以pi/30弧度（1s的刻度）为基本单位，且都以表盘中心为转动圆心。圆心坐标为（centerx，centery），端点坐标（x，y）=（centerx+指针长度*sin，centery+指针长度*cos）。对数字式时钟的输出控制可通过文本输出格式语句t_data.format(%02年%02d月%02d日,year,month,day)来实现输出值的一一对应。其中：时针偏转弧度=(hour+minute/60+second/3600)*pi/6 分针偏转弧度=(minute+second/60)*pi/30 秒针偏转弧度=second*pi/30指针偏转弧度 代表指针顺时针方向相对于0刻度的弧度。（3）首先在启动时钟前，时钟是不工作的。启动时钟后，在void chhlview: onstarttime()函数体中调用settimer()函数设置时间间隔，每一秒钟产生一次时间消息。同时通过调用getcurrenttime()函数获取系统时间，使得该时钟显示的时间与计算机的系统时间相一致。invalidaterect(null,true)更新窗口，指针开始转动。在window中，定时器每隔1秒钟就会发出一个wm_timer消息。mfc的windows类中提供了wm_timer消息处理函数ontimer()，通过ontimer()函数处理时间消息，对秒加一，并进行时间判断，计算正确时间，从而每1秒钟调用ondraw()函数对界面进行更新，实现钟表走的过程。（4）启动时钟后，用户可对时钟进行控制，单击菜单栏中的“时钟控制”选项，在下拉列表中自行选择（或者按对应的快捷键）。用户可单击“设置时间”选项，在弹出对话框中设置时间后点击确定，程序通过调用onsettime()处理该消息，对时间进行重新赋值后，然后再次调用ondraw()函数进行刷新重绘，实现设置时间功能；单击“暂停”选项后，通过函数onstoptime()处理消息，调用killtimer()函数，终止定时器运行，达到暂停的效果；单击“开始”选项，通过调用函数oneditrestart()处理消息，调用onsettime()函数，重新启动定时器，重新对时间进行更新后，调用ondraw()函数实现指针的再次运转。当点击菜单项中的“退出”或直接关闭画面后，程序停止运行。3、软件设计 3.1.设计步骤（1） 首先在vc+6.0使用mfc appwizard(exe)创建一个基于单文档的mfc工程，定义项目名称为hhl后单击确定。在稍后弹出的mfc应用程序向导步骤1对话框中选择应用程序的类型为单个文档，其它选项使用默认选项，直接点击完成，完成单文档工程的创建。（2）右键点击在classview选项卡中的chhlview，在弹出的列表中选择中的add member variable即直接采用向导定义int型的时间变量year、month、day、hour、minute、second和坐标变量centerx，centery，及秒表变量watch，还有一个double型的表示指针转动角度变量radians，另外定义一个cstring 型的表示输出文本字体类型变量strdigits。（3）单击菜单栏中的“查看”选择“建立类向导”在chhlview类中添加消息处理函数oncreate( )、ontimer( )，具体操作如下图1所示。然后分别单击edit code在hhlview.cpp中的int cliujianview:oncreate(lpcreatestruct lpcreatestruct)函数中添加对日期及时间初始化的代码，将日期赋值为2015年7月5日，时间为0时0分0秒。并且在void chhlview:ontimer(uint nidevent)函数中添加消息处理函数代码。详细源代码见压缩文件。 图1 添加消息处理函数oncreate( )、ontimer( )（4）在fileview中的hhlview.cpp找到voidchhlview:ondraw(cdc* pdc)函数，添加绘制时钟钟面、刻度、指针、数字时钟的代码。详细源代码见压缩文件。（5）在resource view选项卡中打开menu，双击idr_mainframe，在菜单项中添加一个“时钟控制”的菜单项，再在“时钟控制”的目录下分别添加“启动时间”、“设置时间”、“暂停”、“开始”等选项，菜单效果图如图2所示。右击各选项选择“属性”设置对应的id号及标题。标题中可加上&和一个字母（如&q启动时钟），然后打开accelerator, 双击idr_mainframe,双击下面空白处，在弹出的对话框中填入对应的id号及设置快捷键。然后右击选择“建立类向导”为菜单连接视图类chhlview，选择个选项对应的消息处理函数，单击edit code在各消息处理函数中添加处理该消息的源代码。菜 单设置各选项情况表如表1所示。 图2 菜单效果图表1 菜单设置各选项情况表操作id对应类对应消息处理函数启动时钟id_starttimechhlviewonstarttime()设置时间id_ settimechhlviewonsettime()暂停id_stoptimechhlviewonstoptime()开始id_edit_restartchhlviewoneditrestart()（6）在resource view选项卡中右击dialog，选择“插入dialog”，新建一个对话框，右击选择“属性”，将对话框id设置为idd_settime_dialog，将标题改为设置时间。设计对话框界面风格，使包括修改系统时间年、月、日、时、分、秒六个编辑框，如图3所示。编辑这六个编辑框的属性，使控制id分别为idc_edit_year、idc_edit_month、idc_edit_day、idc_edit_hour、idc_editminute、idc_edit_second。右击选择“建立类向导”选择create a new class，将类名定义为cinputdlg，选择member variable选项卡，为该类添加六个成员变量分别对应六个编辑框中的输入变量，并且设置各变量的输入值范围，如图4所示。 图3 设置日期和事件对话框图4 为cinputdlg类添加成员变量（7) 给程序添加一个标题。找到hhldoc.cpp中的boolcliujiandoc:onnewdocument()函数，在其中加上语句：settitle(模拟时钟);。（8) 对程序进行反复调试、更改，直至成功运行，完成所要求的全部功能。3.2界面设计模拟时钟程序的主界面如图5所示，指针式时钟在整个客户区的左边，数字式时钟在右边。指针式时钟界面自定义变量的具体情况如下表2所示。图5 模拟时钟的主界面表2 指针式时钟界面自定义变量参数设置画笔宽度颜色（rgb）表盘内围pen13rgb(0, 0,0) 黑色表盘外围pen120rgb(165, 42,42) 深枚红色时针hourpen10rgb( 0, 0, 0) 黑色分针minutepen4rgb( 0, 0, 0) 黑色秒针secondpen1rgb( 0, 0, 0) 黑色单击“设定时间”弹出的对话框如图3所示，具有6个编 辑框和相应的6个静态文本框，其中编辑框控件的主要参数对应情况如下表3所示。表3 重新设定时间编辑框控件的主要参数控件类型控件对应id值变量名输入数据范围年intidc_edit_yearm_year月intidc_edit_monthm_month112日intidc_edit_daym_day131时intidc_edit_hourm_hour023分intidc_edit_minutem_minute059秒intidc_edit_secondm_second0593.3关键功能的实现 3.3.1模拟时钟的显示指针式时钟的显示主要是对界面的绘制，其实现代码在hhlview.cpp文件中。其中界面绘制代码在void chhlview:ondraw(cdc* pdc)函数中。采用settimer()产生周期的时间消息，调用ondraw()函数对画面进行刷新重绘。每次重绘的时候，由于ontimer()函数控制时间的改变而导致每次绘制显示的画面不同，从而实现时钟动态显示（1） 在chhlview.cpp中的void chhlview view:onstarttime()函数中调用settimer()函数，settimer(1,1000,null)；意义为指定计时器id为1，且规定计时器的时间间隔为1000ms，即每隔1s调用一次ontimer()函数null代表获取的是系统振荡时间。而ontimer()函数中语句updatewindow();的作用是更新窗口、重绘时钟，故而，综合两函数得到的结果是每隔1s窗口即时重绘一次，实现时钟显示值的实时更新。（2） ondraw()函数首先采用getclientrect()函数获取窗口大小并确定钟面中心坐标（centerx，centery）。接着定义画笔cpen()、画刷cbrush()设置钟面圆周的粗细和颜色，然后调用ellipse()函数确定钟面圆周的大小。采用settextcolor()函数定义输出字体颜色，并用createfont()函数定义输出文本字体，采用textout()函数输出字体。调用moveto()和lineto()绘制表盘刻度及指针。3、6、9、12刻度点采用“broadway”数字字体显示。调用bitblt()函数加载位图作为时钟的背景。对于时针，首先利用时间变量计算出时针偏转弧度。偏转弧度radians =(double)hour +(double)minute / 60.0+(double)second / 3600)*pi/6.0 ;然后定义要采用的颜色画笔：cpen hourpen( ps_solid, 10, rgb( 0, 0, 0) ); pdc-selectobject ( &hourpen );采用moveto()定义时针起点pdc-moveto( centerx, centery );接着利用偏转角度及自定的时针长度计算出时针的终点,利用lineto()画出时针 pdc-lineto(centerx)(int)(double)80*sin( radians),centery-(int)(double)80*cos(radians);最后采用同样的原理对时针进行镂空处理：cpen hourpen1(ps_solid,3,rgb(200,200,200); pdc-selectobject(&hourpen1);pdc-moveto(centerx+(int)(double)25*sin( radians),centery-(int)(double)25*cos(radians); pdc-lineto(centerx+(int)(double)75*sin( radians),centery-(int)(double)75*cos(radians); 对于分针、秒针的画法与时针类似，详细源代码见压缩文件。而对于数字钟，首先编写数字钟输出日期的格式，t_date.format( %02d年%02d月%02d日,year,month,day);最后采用textout()对时间和日期进行输出。3.3.2加载位图作为时钟背景首先准备一张.bmp格式的图片，单击菜单栏的“插入”，选择“资源”，选择弹出的对话框中bitmap后单击“引入”，然后选择所准备的照片即可。然后在voidchhlview:ondraw(cdc*pdc)函数中加入如下代码（需加在画指针的代码前，否则会覆盖住指针）：cdc dcmemory;dcmemory.creatcompatibledc(pdc);cbitmap poldbmp;poldbmp.loadbitmap(idb_bitmap1);dcmemory.selectobject(&poldbmp);pdc-bitblt(centerx-100,centery-65,400,400,&dcmemory,1,1,srccopy);3.3.3启动时钟单击菜单项中的“启动时间”选项，产生消息，调用消息处理函数void cchhlview:onstarttime()，其中该函数中调用了settimer()函数，启动定时器，开始计时。同时利用getcurrenttime()函数获得当前时间，对时间变量进行更改。具体代码如下：void chhlview:onstarttime() settimer(1,995,null);/安装一个计时器crect rect;getclientrect(rect);/取得客户区域ctime time = ctime:getcurrenttime(); /获取系统时间year=time.getyear();month=time.getmonth();day=time.getday();hour=time.gethour();minute=time.getminute();second=time.getsecond();3.3.4设置时间单击菜单项中的“启动时间”选项，产生消息，调用消息处理函数void cchhlview:onstarttime()，其中该函数中调用了settimer()函数，启动定时器，开始计时。同时利用getcurrenttime()函数获得当前时间，对时间变量进行更改。具体代码如下：void chhlview:onstarttime() settimer(1,995,null);/安装一个计时器crect rect;getclientrect(rect);/取得客户区域ctime time = ctime:getcurrenttime(); /获取系统时间year=time.getyear();month=time.getmonth();day=time.getday();hour=time.gethour();minute=time.getminute();second=time.getsecond();3.3.5暂停与开始单击菜单项中的“暂停”后，程序调用void chhlview:onstoptime()函数，采用killtimer()函数终止定时器。单击“开始”选项后，程序调用void chhlview:oneditrestart()函数，采用settimer函数重启定时器。具体代码如下：void chhlview:onstoptime() killtimer(1); /停止定时器void chhlview:oneditrestart() settimer(1,995,null);crect rect;getclientrect(rect);/取得客户区域3.3.6整点报时每到整点时会有铃声播放出来，并弹出消息框显示提醒整点。首先准备一首.wav格式的铃声，在工程所存文件夹中的debug文件夹中新建一个sound文件夹，将铃声存进去。然后在hhlview.cpp中添加三个头文件，分别为#include、#pragma comment(lib,winmm.lib)、#include mmsystem.h 。最后在void chhlview:ontimer(uint nidevent)函数中添加如下代码：if( minute=0 & second=0 ) /整点报时playsound(sound/zhong.wav,null, snd_filename | snd_async );afxmessagebox(亲整点啦！);3.3.7秒表计时1）在chhlview:chhlview()设定初始化值即watch=0，并在ondraw函数中添加秒表的两个按钮位置变量。 /秒表的按钮变量crect m_watchstart;crect m_watchstop;2）设定秒表计数器及按钮位置/设定秒表计数器及按钮位置m_watchstart=crect(670,310,750,340); /启动m_watchstop=crect(780,310,850,340); /停止3）在ondraw函数中添加秒表显示代码。/秒表显示pdc-rectangle(610,220,880,370);pdc-textout(730,220,秒表);int minsec=watch%100;int sec=(watch/100)%60;int min=(watch/100)/60;cstring m_time;m_time.format(%02d:%02d:%02d,min,sec,minsec);pdc-textout(720,270,m_time);pdc-rectangle(&m_watchstart);pdc-rectangle(&m_watchstop);pdc-textout(m_watchstart.left+18,m_watchstart.top+5,启动);pdc-textout(m_watchstop.left+18,m_watchstop.top+5,停止);4）秒表定时器消息处理/秒表定时器消息处理if(nidevent=2)watch+;invalidaterect(m_watchshow,false);5） 添加鼠标消息处理函数。进入classwizard的message map选项卡，在chhlview类的message列表框中选择鼠标消息wm_lbuttondown,按下add function按钮添加成员函数onlbuttondown。如图6所示： 图6.添加onlbuttondown鼠标处理函数在该函数中添加控制代码如下：void chhlview:onlbuttondown(uint nflags, cpoint point) / todo: add your message handler code here and/or call defaultcrect m_watchstart;crect m_watchstop;m_watchstart=crect(670,310,750,340); /启动m_watchstop=crect(780,310,850,340); /停止 if(m_watchstart.ptinrect(point) watch=0; settimer(2,10,null); if(m_watchstop.ptinrect(point) killtimer(2); cview:onlbuttondown(nflags, point);3.3.8页面刷新及防抖动1） 页面刷新在定时器1函数中添加表盘时钟和数字时钟的刷新代码。 crect m_watchpan; crect m_watchzhong;m_watchpan=crect(centerx-150,centery-150,centerx+150,centery+150);m_watchzhong=crect(620,80,870,210);invalidaterect(m_watchpan,false);invalidaterect(m_watchzhong,false);2）在定时器2中添加秒表时间显示区域的刷新函数crect m_watchshow; m_watchshow=crect(720,270,800,340); /刷新区域invalidaterect(m_watchshow,false);客户区绘图比较多，颜色与背景色相差比较大时，客户区会出现抖动。这是由于当屏幕刷新时，默认将窗口用系统背景颜色填充，即用白色将窗口刷一遍，然后再在客服区画上图形，当颜色相差较大时，人眼会形成暂离，便会感觉抖动。我们采用一种最简单的方法，即重载onerasebkgnd()函数。单击菜单栏中的“查看”选择“建立类向导”在chhlview类中添加消息处理函数wm_erasebkgnd，点击edit code，在bool chhlview:onerasebkgnd(cdc* pdc) 函数中添加语句return true;将chhlview:onerasebkgnd(pdc);语句注释掉。bool chhlview:onerasebkgnd(cdc* pdc)return true;/return cview:onerasebkgnd(pdc);4.课程设计过程中问题总结1.程序中如何实现时钟时间与计算机系统时间保持一致？答：程序是通过调用getcurrenttime()来获取系统时间，由settimer()函数设定准确的发出时间消息的间隔，然后由ontimer()对时间消息响应的同时对时间进行调整，从而使时间可以与系统时间同步。2.时钟运行后点击暂停，然后再点击开始，时钟指针是如何变化的？该过程怎么实现？答：模拟时钟显示的时间与系统时间相一致，是通过重新获取系统时间实现的。3.说明settimer()函数、wm_timer消息和ontimer()函数的调用关系？答：mfc的windows类提供了wm_timer消息处理函数ontimer()，应在该函数内进行更新时间窗格的工作，利用classwizard给cmainframe类加入wm_timer消息处理函数ontimer()，cmainframe: ontimer()函数是在系统发给框架窗口消息wm_timer时调用的，在cmainframe:oncreate()函数内调用cwnd: settimer()以安装一个计时器，settimer()的第一个参数指定计时器的id，第二个参数规定了计时器的时间间隔，如间隔是1s，则每隔1s就调用一次ontimer()函数，第三个参数null表示由系统调用ontimer()函数。 4.重载onerasebkgnd()函数，禁止画刷清除背景，会使每次画出的图覆盖在原图上，这里可以采用双缓冲的方式来避免这一问题。5.结论与心得经过两个多星期的时间，课程设计所要求设计的指针式时钟便成功完成了。它能显示指针式和数字式的时钟，并且与计算机系统时间保持一致，也可以打开菜单项自行设置时间。此外，它还有秒表计时功能。整个页面简洁清晰，方便用户读取，且操作简单，符合课程设计中的要求。通过本次课程设计，我们对日常生活中的时钟的工作原理有了比较深入的了解，并让我们学会了在visual c+ 6.0环境下，编写mfc的windows应用程序的基本操作和方法。mfc定义了一个标准的应用程序框架，为我们提供了大量可重用代码，隐藏了程序设计中的许多复杂工作，在程序编写中，通过使用原有的类和派生新的类，各种控件的添加，类的连接，菜单设计，消息添加，函数编写，使我们对面向对象程序设计有了深刻认识，掌握了程序调试方法，大大提高了我们的编程能力和动手能力。在指针式时钟的绘制过程之中，我们要考虑表盘坐标的定位，时钟的时针、分针和秒针的长短、粗细以及颜色的选取，以便指针重合时用户也可轻易辨认，还要考虑指针式的时钟与数字式的时钟与系统时间保持一致。在不断的改正错误和调试的过程之中，所要求设计的指针式时钟总算能成功运行。通过这次课程设计，也使我认识到理论与实际相结合的重要性，同时基本上能够掌握visual c+编程中的对话框编程的步骤，真的是受益匪浅。这次的设计成果也让我体会到了在编程方面工作流程的重要性、心思缜密的必要性，同时也让我对课堂上的知识更加深刻的理解，在课程设计期间我们还充分运用了网络和图书馆里的资源，参考了许多作品和相关编程知识，这些工作也让我们对更多的程序设计有了初步的概念，能为将来的学习工作打下良好的基础。 6、参考文献1 揣锦华.面向对象程序设计与vc+实践.西安电子科技大学出版社，2005.3黄维通，贾续涵.visual c+面向对象与