CN112198786B - 一种数字时钟的实现方法和装置 - Google Patents

一种数字时钟的实现方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字时钟的实现方法和装置，所述方法包括以下步骤：获取数字时钟设定参数；定位数字时钟各显示子区域位置，包括：数字显示子区域及符号显示子区域；获取当前时间；根据当前时间在各显示子区域内进一步定位需要显示的水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域；获取当前像素点坐标，并判断当前像素点是否属于水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域；计算当前像素点的输出值。本发明设计了一种调整灵活度高且易于硬体实现的数字时钟实现方法。相比于其他实现方式，本发明可灵活调整数字时钟大小、显示位置、笔画粗细和字体颜色，不需要使用存储器存储任何图形数据，同时功耗和成本低。

Description

一种数字时钟的实现方法和装置
技术领域
本发明涉及数字时钟技术领域，具体为一种数字时钟的实现方法和装置。
背景技术
近年来OLED技术在显示设备中的应用越来越广泛，而数字时钟是这些设备需要频繁显示的内容。如何在实现数字时钟功能的同时，又尽可能做到调整灵活度高、功耗以及硬件成本低，是值得我们研究的课题。
传统数字时钟实现方法会需要预先对十进制数字0至9以图像形式存储。当需要显示数字时钟时，在原本实时显示画面的基础上按从左至右顺序覆盖需要显示的数字图像以达到显示数字时钟的目的。首先，传统数字时钟实现方法需要存储不同数字图像，硬件成本和功耗较高；其次，传统数字时钟实现方法如果对数字时钟显示区域的大小进行调整，需要加入图形缩放算法进行处理才可实现，硬件设计往往更为复杂，故传统数字时钟的字体大小、笔画粗细和字体颜色等大多是固定的，难以根据需求灵活变化。
综上，在图像处理领域有必要提出一种节约功耗和成本且调整灵活度高的数字时钟的实现方法和装置。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明提供了一种数字时钟的实现方法和装置，解决了上述背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种数字时钟的实现方法和装置，该数字时钟装置包括显示子区域计算单元、笔画或分隔符区域计算单元、坐标判断单元与输出计算单元；
所述显示子区域计算单元根据数字时钟设定参数，计算数字时钟各显示子区域位置，包括四个数字显示子区域和一个符号显示子区域对应的范围，送给笔画或分隔符区域计算单元；
所述笔画或分隔符区域计算单元根据当前时间，在数字显示子区域内计算需要显示的水平笔画区域和垂直笔画区域，以构成当前数字显示子区域内的对应数字形状；在符号显示子区域内计算是否需要显示分隔符区域，将数字显示子区域和符号显示子区域内需要显示的区域信息送给坐标判断单元；
所述坐标判断单元根据当前点坐标，判断当前点是否属于数字显示子区域和符号显示子区域内需要显示的区域，并将判断结果送给输出计算单元；
所述输出计算单元根据坐标判断单元送过来的判断结果，选择最终的输出。
一种数字时钟的实现方法，该实现方法适用于数字时钟装置，该实现方法包括以下步骤：
步骤一、获取数字时钟设定参数，数字时钟设定参数，包括
center_x,center_y,gap_width,dot_width,dot_height,vertical_length,horizontal_length, number_width
其中，(center_x,center_y)为显示区域中心点坐标，gap_width为各显示子区域Rect_0～4的间隔宽度，dot_width为分隔符“点”的二分之一宽度，dot_height 为分隔符“点”的二分之一高度，vertical_length为垂直笔画区域的二分之一长度，horizontal_length为水平笔画区域的二分之一长度，number_width为水平笔画区域或垂直笔画区域的二分之一宽度；
步骤二：定位数字时钟各显示子区域位置包括：数字显示子区域及符号显示子区域，常见的数字时钟由两位十进制的“时”+“：”分隔符+两位十进制的“分”组成，所以显示区域需分割出四个数字显示子区域和一个符号显示子区域，从左到右分别为Rect_0～4，各显示子区域Rect_0～4的中心点坐标可由显示区域中心点坐标(center_x,center_y)计算得到：
Rect_0～4的水平方向中心点坐标分别为：
Rect_0_center_x＝center_x-dot_width-2*gap_width-3*horizontal_length-6*number_width
Rect_1_center_x＝center_x-dot_width-gap_width-horizontal_length-2*number_width
Rect_2_center_x＝center_x
Rect_3_center_x＝center_x+dot_width+gap_width+horizontal_length+2*number_width
Rect_4_center_x＝center_x+dot_width+2*gap_width+3*horizontal_length+6*number_width Rect_0～4的垂直方向中心点坐标分别为：
Rect_N_center_y＝center_y,(N＝0,1,2,3,4)
由此可进一步计算出各显示子区域Rect_0～4的范围；
步骤三：获取当前时间，获取当前时间的时分秒信息，其中“时”的范围[0,24)，“分”的范围[0,60)，“秒”的范围[0,60)，其中“时”“分”信息用于数字显示子区域的显示，“秒”信息用于符号显示子区域的闪烁控制，以 23时59分59秒为例，各显示子区域显示信息如下：
Rect_0_Num＝INT(hour/10)＝2
Rect_1_Num＝hour％10＝3
Rect_2_Num＝second％2＝1
Rect_3_Num＝INT(minute/10)＝5
Rect_4_Num＝minute％10＝9
其中，Rect_2_Num＝1代表符号显示子区域的“：”需要显示；Rect_2_Num＝0 代表符号显示子区域的“：”不需要显示。因此，可实现“：”两秒闪烁一次的功能；
Rect_0_Num,Rect_1_Num,Rect_3_Num,Rect_4_Num代表对应数字显示子区域内需要显示的十进制数字；
步骤四：根据当前时间在各显示子区域内进一步定位需要显示的水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域(其中数字显示子区域包括：水平笔画区域和垂直笔画区域；符号显示子区域包括：分隔符区域)
对于数字显示子区域而言，根据显示数字“0”至“9”查询对应的显示码M，显示码M的高3位M[6:4]分别代表3个水平笔画的二进制状态码，显示码M的低4位M[3:0]分别代表4个垂直笔画的二进制状态码，对应位为0 表示不显示，对应位为1表示显示(如图4所示)。
不同数字对应的显示码如下表所示
显示数字 显示码M
“0” 0x5F
“1” 0x0C
“2” 0x76
“3” 0x7C
“4” 0x2D
“5” 0x79
“6” 0x7B
“7” 0x1C
“8” 0x7F
“9” 0x7D
表1
水平笔画区域UH可由以下公式表示：
UH＝UH4∪UH5∪UH6
Figure BDA0002469565670000041
其中，Ui对应图4中笔画i所框选的区域，
Figure BDA0002469565670000042
表示空集
Ui(i＝4～6)的计算方式如下：
Figure BDA0002469565670000051
or
Figure BDA0002469565670000052
其中，xc,yc为水平笔画区域的中心点坐标，水平笔画区域4～6的中心点坐标可由所在数字显示子区域的中心点坐标得到
如图5所示，
同理，垂直笔画区域UV也可由类似公式表示
UV＝UV0∪UV1∪UV2∪UV3
Figure BDA0002469565670000054
其中，Ui对应笔画i所框选的区域，
Figure BDA0002469565670000055
表示空集
不同位置的水平笔画区域或垂直笔画区域的判断使用相同电路复用实现，可进一步节约电路成本，对于符号显示子区域而言，根据状态码“0”或者“1”来决定分隔符区域UD是否需要显示“：”对应二进制状态码为”1”的水平笔画区域UH、垂直笔画区域UV和分隔符区域UD共同组成实际显示区域U
U＝UH∪UV∪UD
步骤五：获取当前像素点坐标，并判断当前像素点是否属于水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域，像素点坐标(x,y)为当前像素点相对于整个屏幕的水平和垂直坐标，判断当前像素点坐标是否属于实际显示区域U，输出判断值1或者0；
步骤六：计算当前像素点的输出值，若当前像素点在实际显示区域U内，则将当前像素点的实际输出替换为设定值(Rreg,Greg,Breg)；若当前像素点不在实际显示区域U内，则使用当前像素点原本的输入值作为输出。
本发明具备以下有益效果：该数字时钟的实现方法和装置，其中调整灵活度高包括可调整数字时钟大小、显示位置、笔画粗细和字体颜色。相比于其他实现方式，本发明不需要使用存储器存储任何图形数据，可以相对降低图像芯片的功耗和成本，实际上，本发明涉及的图像处理算法只需要简单硬体电路即可实现。
附图说明
图1为本发明数字时钟的实现方法流程图；
图2为本发明Rect_0/1/3/4:数字显示子区域，Rect_2:符号显示子区域示意图；
图3为本发明水平笔画区域、垂直笔画区域和分隔符区域示意图；
图4为本发明数字显示子区域示意图；
图5为本发明水平笔画区域4～6的中心点坐标示意图；
图6为本发明图像处理装置的结构示意图；
图7为本发明数字时钟显示图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中的附图：图中不同种类的剖面线不是按照国标进行标注的，也不对元件的材料进行要求，是对图中元件的剖视图进行区分。
请参阅图1-7，实现数字时钟时，首先获取数字时钟设定参数数字时钟设定参数，包括
center_x,center_y,gap_width,dot_width,dot_height,vertical_length,horizontal_length, number_width
其中，(center_x,center_y)为显示区域中心点坐标，
gap_width为各显示子区域Rect_0～4的间隔宽度，
dot_width为分隔符“点”的二分之一宽度，
dot_height为分隔符“点”的二分之一高度，
vertical_length为垂直笔画区域的二分之一长度(如图4所示)， horizontal_length为水平笔画区域的二分之一长度(如图4所示)， number_width为水平笔画区域或垂直笔画区域的二分之一宽度，定位数字时钟各显示子区域位置包括：数字显示子区域及符号显示子区域，常见的数字时钟由两位十进制的“时”+“：”分隔符+两位十进制的“分”组成，所以显示区域需分割出四个数字显示子区域和一个符号显示子区域，从左到右分别为Rect_0～4(如图2所示)
各显示子区域Rect_0～4的中心点坐标可由显示区域中心点坐标 (center_x,center_y)计算得到：
Rect_0～4的水平方向中心点坐标分别为：
Rect_0_center_x＝center_x-dot_width-2*gap_width-3*horizontal_length-6*number_width
Rect_1_center_x＝center_x-dot_width-gap_width-horizontal_length-2*number_width
Rect_2_center_x＝center_x
Rect_3_center_x＝center_x+dot_width+gap_width+horizontal_length+2*number_width
Rect_4_center_x＝center_x+dot_width+2*gap_width+3*horizontal_length+6*number_width
Rect_0～4的垂直方向中心点坐标分别为：
Rect_N_center_y＝center_y,(N＝0,1,2,3,4)
由此可进一步计算出各显示子区域Rect_0～4的范围
获取当前时间，获取当前时间的时分秒信息，其中“时”的范围[0,24)，“分”的范围[0,60)，“秒”的范围[0,60)，其中“时”“分”信息用于数字显示子区域的显示，“秒”信息用于符号显示子区域的闪烁控制
以23时59分59秒为例，各显示子区域显示信息如下：
Rect_0_Num＝INT(hour/10)＝2
Rect_1_Num＝hour％10＝3
Rect_2_Num＝second％2＝1
Rect_3_Num＝INT(minute/10)＝5
Rect_4_Num＝minute％10＝9
其中，Rect_2_Num＝1代表符号显示子区域的“：”需要显示；Rect_2_Num＝0代表符号显示子区域的“：”不需要显示。因此，可实现“：”两秒闪烁一次的功能，Rect_0_Num,Rect_1_Num,Rect_3_Num,Rect_4_Num代表对应数字显示子区域内需要显示的十进制数字
根据当前时间在各显示子区域内进一步定位需要显示的水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域(其中数字显示子区域包括：水平笔画区域和垂直笔画区域；符号显示子区域包括：分隔符区域)
对于数字显示子区域而言，根据显示数字“0”至“9”查询对应的显示码M，显示码M的高3位M[6:4]分别代表3个水平笔画的二进制状态码，显示码M的低4位M[3:0]分别代表4个垂直笔画的二进制状态码，对应位为0表示不显示，对应位为1表示显示(如图4所示)。
不同数字对应的显示码如下表所示
显示数字 显示码M
“0” 0x5F
“1” 0x0C
“2” 0x76
“3” 0x7C
“4” 0x2D
“5” 0x79
“6” 0x7B
“7” 0x1C
“8” 0x7F
“9” 0x7D
表1
水平笔画区域UH可由以下公式表示：
UH＝UH4∪UH5∪UH6
Figure BDA0002469565670000091
其中，Ui对应图4中笔画i所框选的区域，
Figure BDA0002469565670000092
表示空集
Ui(i＝4～6)的计算方式如下：
Figure BDA0002469565670000093
or
Figure BDA0002469565670000094
其中，xc,yc为水平笔画区域的中心点坐标，水平笔画区域4～6的中心点坐标可由所在数字显示子区域的中心点坐标得到
如图5所示，
同理，垂直笔画区域UV也可由类似公式表示
UV＝UV0∪UV1∪UV2∪UV3
Figure BDA0002469565670000102
其中，Ui对应图4中笔画i所框选的区域，
Figure BDA0002469565670000103
表示空集不同位置的水平笔画区域或垂直笔画区域的判断使用相同电路复用实现，可进一步节约电路成本，对于符号显示子区域而言，根据状态码“0”或者“1”来决定分隔符区域UD是否需要显示“：”
对应二进制状态码为”1”的水平笔画区域UH、垂直笔画区域UV和分隔符区域UD共同组成实际显示区域U
U＝UH∪UV∪UD
获取当前像素点坐标，并判断当前像素点是否属于水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域，像素点坐标(x,y)为当前像素点相对于整个屏幕的水平和垂直坐标，判断当前像素点坐标是否属于实际显示区域U，输出判断值1或者0；
计算当前像素点的输出值，若当前像素点在实际显示区域U内，则将当前像素点的实际输出替换为设定值(Rreg,Greg,Breg)；若当前像素点不在实际显示区域U内，则使用当前像素点原本的输入值作为输出。
Figure BDA0002469565670000111
Figure BDA0002469565670000112
Figure BDA0002469565670000113
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种数字时钟装置，该数字时钟装置包括显示子区域计算单元、笔画或分隔符区域计算单元、坐标判断单元与输出计算单元，其特征在于：
所述显示子区域计算单元根据数字时钟设定参数，计算数字时钟各显示子区域位置，包括四个数字显示子区域和一个符号显示子区域对应的范围，送给笔画或分隔符区域计算单元；
所述笔画或分隔符区域计算单元根据当前时间，在数字显示子区域内计算需要显示的水平笔画区域和垂直笔画区域，以构成当前数字显示子区域内的对应数字形状；在符号显示子区域内计算是否需要显示分隔符区域，将数字显示子区域和符号显示子区域内需要显示的区域信息送给坐标判断单元；
所述坐标判断单元根据当前点坐标，判断当前点是否属于数字显示子区域和符号显示子区域内需要显示的区域，并将判断结果送给输出计算单元；
所述输出计算单元根据坐标判断单元送过来的判断结果，选择最终的输出；
所述一种数字时钟装置的实现方法，包括以下步骤：
步骤一、获取数字时钟设定参数，数字时钟设定参数，包括
center_x,center_y,gap_width,dot_width,dot_height,vertical_length,horizontal_length,number_width
其中，(center_x,center_y)为显示区域中心点坐标，gap_width为各显示子区域Rect_0～4的间隔宽度，dot_width为分隔符“点”的二分之一宽度，dot_height为分隔符“点”的二分之一高度，vertical_length为垂直笔画区域的二分之一长度，horizontal_length为水平笔画区域的二分之一长度，number_width为水平笔画区域或垂直笔画区域的二分之一宽度；
步骤二：定位数字时钟各显示子区域位置包括：数字显示子区域及符号显示子区域，常见的数字时钟由两位十进制的“时”+“：”分隔符+两位十进制的“分”组成，所以显示区域需分割出四个数字显示子区域和一个符号显示子区域，从左到右分别为Rect_0～4，各显示子区域Rect_0～4的中心点坐标由显示区域中心点坐标(center_x,center_y)计算得到：
Rect_0～4的水平方向中心点坐标分别为：
Rect_0_center_x＝center_x-dot_width-2*gap_width-3*horizontal_length-6*number_width
Rect_1_center_x＝center_x-dot_width-gap_width-horizontal_length-2*number_width
Rect_2_center_x＝center_x
Rect_3_center_x＝center_x+dot_width+gap_width+horizontal_length+2*number_width
Rect_4_center_x＝center_x+dot_width+2*gap_width+3*horizontal_length+6*number_width
Rect_0～4的垂直方向中心点坐标分别为：
Rect_N_center_y＝center_y，(N＝0,1,2,3,4)
由此进一步计算出各显示子区域Rect_0～4的范围；
步骤三：获取当前时间，获取当前时间的时分秒信息，其中“时”的范围[0,24)，“分”的范围[0,60)，“秒”的范围[0,60)，其中“时”“分”信息用于数字显示子区域的显示，“秒”信息用于符号显示子区域的闪烁控制，以23时59分59秒为例，各显示子区域显示信息如下：
Rect_0_Num＝INT(hour/10)＝2
Rect_1_Num＝hour％10＝3
Rect_2_Num＝second％2＝1
Rect_3_Num＝INT(minute/10)＝5
Rect_4_Num＝minute％10＝9
其中，Rect_2_Num＝1代表符号显示子区域的“：”需要显示；Rect_2_Num＝0代表符号显示子区域的“：”不需要显示，因此，可实现“：”两秒闪烁一次的功能；
Rect_0_Num,Rect_1_Num,Rect_3_Num,Rect_4_Num代表对应数字显示子区域内需要显示的十进制数字；
步骤四：根据当前时间在各显示子区域内进一步定位需要显示的水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域，其中数字显示子区域包括：水平笔画区域和垂直笔画区域；符号显示子区域包括：分隔符区域，
对于数字显示子区域而言，根据显示数字“0”至“9”查询对应的显示码M，显示码M的高3位M[6:4]分别代表3个水平笔画的二进制状态码，显示码M的低4位M[3:0]分别代表4个垂直笔画的二进制状态码，对应位为0表示不显示，对应位为1表示显示，不同数字对应的显示码如下：
“0”对应0x5F、“1”对应0x0C、“2”对应0x76、“3”对应0x7C、“4”对应0x2D、“5”对应0x79、“6”对应0x7B、“7”对应0x1C、“8”对应0x7F、“9”对应0x7D；
水平笔画区域UH由以下公式表示：
UH＝UH4∪UH5∪UH6
Figure FDA0003258189060000041
其中，Ui对应笔画i所框选的区域,
Figure FDA0003258189060000042
表示空集
Ui(i＝4～6)的计算方式如下：
Figure FDA0003258189060000043
or
Figure FDA0003258189060000044
其中，xc,yc为水平笔画区域的中心点坐标，水平笔画区域4～6的中心点坐标由所在数字显示子区域的中心点坐标得到，
同理，垂直笔画区域UV也由类似公式表示
UV＝UV0∪UV1∪UV2∪UV3
Figure FDA0003258189060000045
其中，Ui对应笔画i所框选的区域，
Figure FDA0003258189060000046
表示空集
不同位置的水平笔画区域或垂直笔画区域的判断使用相同电路复用实现，可进一步节约电路成本，对于符号显示子区域而言，根据状态码“0”或者“1”来决定分隔符区域UD是否需要显示“：”对应二进制状态码为“1”的水平笔画区域UH、垂直笔画区域UV和分隔符区域UD共同组成实际显示区域U
U＝UH∪UV∪UD；
步骤五：获取当前像素点坐标，并判断当前像素点是否属于水平笔画区域、垂直笔画区域或分隔符区域，像素点坐标(x,y)为当前像素点相对于整个屏幕的水平和垂直坐标，判断当前像素点坐标是否属于实际显示区域U，输出判断值1或者0；
步骤六：计算当前像素点的输出值，若当前像素点在实际显示区域U内，则将当前像素点的实际输出替换为设定值(Rreg,Greg,Breg)；若当前像素点不在实际显示区域U内，则使用当前像素点原本的输入值作为输出。
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