C语言课程设计-简谐振动实验的模拟

1、C语言程序设计课程设计报告题 目简谐振动实验的模拟姓 名 学 号 同组人员 学 号 年级专业09电子信息工程（2）班指导教师 完成日期2010年6月13日目 录一、问题描述二、基本要求 三、系统分析和过程四、流程图五、源程序代码六、小结及收获体会七、参考文献八、评定意见一：问题描述 本程序设计是一个将物理问题与C语言程序设计结合的程序设计问题。能够实现用用C语言编程让计算机模拟简谐振动的实验，可以改变振动函数的各参数，绘出不同振幅、频率和相位的简谐振动图形。以及完成两简谐振动的合成。二：基本要求1) 能够实现简谐振动的模拟； 2) 简谐振动的振幅、频率以及相位由键盘输入； 3) 能够实现动画效

2、果。三、系统分析和过程简谐振动的函数是y=a*cos(w*x+f),是一条余弦函数。振幅、频率和相位由键盘输入，最重要的是要使用到画图函数，并且实现动画效果。整个程序包括头文件，函数及变量声明，main主函数，开始页面函数，菜单页面函数，画图函数，输入处理函数和图形初始化函数。先用一个开始页面的函数，说明该程序的基本功能， 再进入菜单页面，从中可以选择操作（输入处理函数选项、画图选项、退出选项），到其他函数。在输入处理函数中输入振幅、频率、相位，在画图函数中进行画图，能够实现动画效果，退出选项退出运行。难点是画图函数中画线，画图框，和实现动态效果，要运用到专门的函数，要了解他们的使用方法，作用

3、，还要用到循环，要求能够在屏幕中显示出同方向传播的两列简谐波和它们的合成波，因此实现此功能必须引用图形函数，和其中很多功能的应用。在屏幕中我们要实现三列波动态的演示效果，并能够在动态图形中观察三波的关系。因此在这里我们要引用时间函数来实现此功能。本实验中我们调用了以下库函数： #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <graphics.h>#include <conio.h>#include <math.h>#include <time.h>为实现功能写了以下5个函数：v

4、oid welcome(); /*开始页面*/void menu(); /*菜单页面*/ void input();/*输入处理函数*/ void initial();/*图形初始化*/void draw();/*画图及合成处理过程*/在以下的清单中对它们列出，且简要说明。四、流程图程序开始 图形模式初始化开始对程序的说明页面进入菜单页面用户输入choose判断cho的值是否是3True False 判断cho的值是1还是2 演示简谐波及其合成图Input输入函数参数 用户输入1 （合成） 2退出图形模式退出程序五：程序清单#include"stdio.h"#include

5、"stdlib.h"#include"graphics.h"#include"conio.h"#include"math.h"#include"time.h"#define GAIN 10 /*增益*/void welcome( ); /*初始界面*/void menu( ); /*选择菜单页面*/void input( ); /*输入处理函数*/void draw( ); /*画图函数*/void initial( ); /*图形初始化*/float a1,w1,f1; /*两振动的参数*/f

6、loat a2,w2,f2;int main( )welcome( );menu( );return 0;void welcome( )char s40; /*屏幕初始化*/int gdriver,gmode;gdriver=DETECT;initgraph(&gdriver,&gmode,"c:tc");cleardevice( );setbkcolor(0); /*设置背景为黑色*/setfillstyle(6,14); /*用黄色粗“”线填充*/bar(2,2,638,478);setfillstyle(1,1);bar(8,8,632,472); s

7、etviewport(40,40,600,440,1);setfillstyle(1,2);setcolor(YELLOW);rectangle(0,0,560,400);floodfill(50,50,14);rectangle(20,20,540,380);setfillstyle(1,13);floodfill(19,19,14);setcolor(15);settextstyle(4,0,6);outtextxy(135,55,"Welcome You!");setviewport(100,150,540,380,0);setcolor(14); rectangle

8、(20,20,420,230); setfillstyle(1,12);floodfill(21,100,14);setcolor(1);settextstyle(3,0,1); /*程序功能说明部分*/sprintf(s," Thanks for you to use this program!"); outtextxy(25,30,s);sprintf(s,"Instruction: ");outtextxy(25,57,s);sprintf(s,"This function of the program is that drawi&quo

9、t;);outtextxy(25,79,s);sprintf(s,"-ng two simple harmonic motion's waves ");outtextxy(25,101,s);sprintf(s,"and synthesising the two harmonic motions,");outtextxy(25,123,s);sprintf(s,"it also can draw synthesised motion's wave.It");outtextxy(25,145,s);sprintf(s,&

10、quot;can show changes of the (y) with time(t).");outtextxy(25,167,s);sprintf(s," Press any key to enter to the Menu!");outtextxy(25,193,s);getch();closegraph();menu();void menu( )int cho;system("cls"); /*调用DOS命令清屏*/printf("tttWelcome to use this programnnnn");print

11、f("tPlease choose:nn");printf("nnntt1.Input");printf("tt2.Draw");printf("tt3.Exitn");printf("nnnnttselect the number:");scanf("%d",&cho);textbackground(9); /*设置背景为淡蓝色*/textcolor(15); /*设置字体为白色*/ clrscr( );switch(cho)case 1:input( );brea

12、k;case 2:draw( );break;case 3:exit(0);default:printf("Error input! Please input again: ");getch( );menu( );void input( )/*输入Y1的参数*/printf("nnttY1=A1*COS(W1*t+f1)n");printf("ttPlease input the parameters for Y1n");printf("ttA1=");scanf("%f",&a1);p

13、rintf("ttW1=");scanf("%f",&w1);printf("ttf1=");scanf("%f",&f1); /*输入Y2的参数*/printf("nnttY2=A2*COS(W2*t+f2)n");printf("ttPlease input the parameters for Y2n");printf("ttA2=");scanf("%f",&a2);printf("ttW2=&

14、quot;);scanf("%f",&w2);printf("ttf2=");scanf("%f",&f2);printf("nttPress any key to return to the Menu");getch( ); /*等待任意键* /menu( );void initial( )char s50;setbkcolor(BLACK); /*设置背景色为黑色*/cleardevice( ); /*清屏*/*画最外围的边框及内部一些边框*/setfillstyle(1,3);bar(1,1,

15、639,479);setfillstyle(7,14);bar(4,4,636,476);setcolor(4); rectangle(11,11,629,469);setfillstyle(1,1);bar(12,12,628,468);setfillstyle(1,7);bar(26,26,454,404); /*图形区动画区初始化*/setfillstyle(1,0);bar(30,30,450,400);setcolor(15);sprintf(s,"THE Y1:"); /*三坐标轴的说明*/outtextxy(70,40,s); sprintf(s,"

16、THE Y2:");outtextxy(70,160,s);sprintf(s,"THE SYNTHESZED BELOW:"); outtextxy(70,280,s);/*函数Y1信息区初始化*/setfillstyle(1,7);bar(467,27,612,133);setfillstyle(1,12);bar(470,30,609,130);settextstyle(DEFAULT_FONT,HORIZ_DIR,1); /*设置直线的风格（实线）一点宽*/sprintf(s,"Dynamic");outtextxy(480,40,s)

17、;sprintf(s,"Information");outtextxy(480,50,s);sprintf(s,"of Y1:");outtextxy(480,60,s);sprintf(s,"A1=%.2f,W1=%.2f",a1,w1);outtextxy(480,70,s);sprintf(s,"f1=%.2f",f1);outtextxy(480,80,s); /*函数Y2信息区初始化*/setfillstyle(1,7);bar(467,147,612,253);setfillstyle(1,12);ba

18、r(470,150,609,250);settextstyle(DEFAULT_FONT,HORIZ_DIR,1); sprintf(s,"Dynamic");outtextxy(480,160,s);sprintf(s,"Information");outtextxy(480,170,s);sprintf(s,"of Y2:");outtextxy(480,180,s);sprintf(s,"A2=%.2f,W2=%.2f",a2,w2);outtextxy(480,190,s);sprintf(s,"

19、f2=%.2f",f2);outtextxy(480,200,s);/*合成函数信息区初始化*/setfillstyle(1,7);bar(467,297,612,403);setfillstyle(1,12);bar(470,300,609,400);settextstyle(DEFAULT_FONT,HORIZ_DIR,1);sprintf(s,"Dynamic");outtextxy(480,310,s);sprintf(s,"Information");outtextxy(480,320,s);sprintf(s,"of SY

20、:");outtextxy(480,330,s);setlinestyle(SOLID_LINE,0,NORM_WIDTH); /*设置直线风格为细线*/ /*Y1的坐标轴*/setcolor(YELLOW);line(60,90,430,90);line(60,40,60,140);line(425,85,430,90); /*画坐标箭头*/line(430,90,425,95);line(55,45,60,40);line(60,40,65,45);sprintf(s,"Y1"); /*坐标名称*/outtextxy(38,45,s);sprintf(s,&q

21、uot;t");outtextxy(425,105,s);sprintf(s,"0"); /*坐标原点*/outtextxy(50,90,s); /*Y2的坐标轴*/line(60,210,430,210);line(60,160,60,260);line(425,205,430,210); /*画坐标箭头*/line(430,210,425,215);line(55,165,60,160);line(60,160,65,165);sprintf(s,"Y2"); /*坐标名称*/outtextxy(38,165,s);sprintf(s,&q

22、uot;t");outtextxy(425,225,s);sprintf(s,"0"); /*坐标原点*/outtextxy(50,210,s); /*SY的坐标轴*/ line(60,330,430,330);line(60,280,60,380);line(425,325,430,330); /*画坐标箭头*/line(430,330,425,335);line(55,285,60,280);line(60,280,65,285);sprintf(s,"SY"); /*坐标名称*/ outtextxy(38,285,s);sprintf(s

23、,"t");outtextxy(425,345,s);sprintf(s,"0"); /*坐标原点*/outtextxy(50,330,s);void draw( ) /*画图及合成处理函数*/int i=0;float y1,y2,sy;char s40; /*屏幕初始化*/int gdriver,gmode; gdriver=DETECT;initgraph(&gdriver,&gmode,"c:tc");initial( ); /*初始化图形*/setfillstyle(SOLID_FILL,BLACK);bar

24、(40,410,440,440);setcolor(14);sprintf(s," Press any key to begin!");outtextxy(40,420,s);w1=w1/10;w2=w2/10;y1=a1*cos(w1*i+f1);y2=a2*cos(w2*i+f2);y1=y1*GAIN;y2=y2*GAIN;sy=y1+y2;setcolor(2);getch( ); /*开始画线*/while(i<360) i+; /*画Y1的线*/ moveto(60+i-1,y1+90);y1=GAIN*a1*cos(w1*i+f1);lineto(60+

25、i,y1+90); /*Y1动态信息显示*/ setcolor(YELLOW); rectangle(479,89,601,121); bar(480,90,600,120); setcolor(GREEN);sprintf(s,"Y1=-%f",y1/GAIN);outtextxy(480,100,s);sprintf(s,"t1=%d",i);outtextxy(480,110,s);/*画Y2的线*/moveto(60+i-1,y2+210);y2=GAIN*a2*cos(w2*i+f2);lineto(60+i,y2+210); /*Y2动态信息

26、显示*/setcolor(YELLOW); rectangle(479,209,601,241); bar(480,210,600,240); setcolor(GREEN);sprintf(s,"Y2=-%f",y2/GAIN);outtextxy(480,220,s);sprintf(s,"t2=%d",i);outtextxy(480,230,s);/*画合成的线*/moveto(60+i-1,sy+330);sy=y1+y2;lineto(60+i,sy+330); /*合成线动态信息显示*/setcolor(YELLOW); rectangle(479,349,601,381); bar(480,350,600,380); setcolor(GREEN);sprintf(s,"SY=-%f",y1/GAIN+y2/GAIN);outtextxy(480,360,s);sprintf(s,"t3=%d",i)