专利名称：应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车空调系统，特别涉及一种应用于汽车空调控制面板 类产品控制软件的微内核系统。
背景技术：
目前在汽车空调控制面板中应用的软件结构主要分为两类1、简单的线 性大循环(图l); 2、基于中断的前后台系统(图2)。这两种结构都存在着弊 端，开发周期长，软件的可维护性差，升级工作量大，升级后参数不稳定。如果采用简单的线性大循环或者基于中断的前后台系统，控制系统功能 需求的变更或者控制逻辑更改等因素会导致a. —些功能模块需要修改或者b. 新功能模块的加入或者c.现有功能模块的合并删减等软件更改。上述a. b.c. 的任何变更都将导致线性大循环软件结构和基于中断的前后台系统的软件 的控制性能发生变化，从而影响最终系统的控制特性。例如，控制逻辑运算 模块由于算法的变更，导致运行时间由原来的lms变为10ms，则系统的总体控 制运行时间也将增加4ms，如果变更前系统的总运行周期是20ms，满足用户操 作采集的要求，而变更后就将变为接近30ms，就会导致用户可感觉的操作延 迟。发明内容为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。 本发明的一种应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统， 它包括以下步骤-(1)初始化初始化系统参数、任务周期、任务优先级；3(2) 任务切换根据任务周期切换，切换需要运动的任务；(3) 采集用户操作指令采集用户操作后发出的指令；(4) 系统状态显示将步骤(3)采集到的指令，转换成系统命令，通 过显示器件表示系统各状态；(5) 控制逻辑运算将步骤(4)的系统命令根据空调逻辑，运算各执 行机构的状态；(6) 控制驱动输出，控制各执行机构；(7) 系统服务提供CAN/LIN通讯服务；(8) 系统基础服务提供定时器、ADC等基础服务。所述的步骤(1)的系统参数包括温度、模式、风量、压縮机状态和空气 循环。所述的步骤(2)的切换任务，优先级高的任务，优先运行。所述的步骤(3)的用户操作是指对空调的操作，包括按键和旋钮。所述的步骤(4)的指示器件为LCD、 VFD或LED。所述的步骤(5)为根据采集到的AD值(AD:模拟数字转换)、用户命 令，计算各执行机构的状态。所述的步骤(6)的驱动包括，模式驱动、温度驱动、水阀驱动、循环驱 动、鼓风机驱动和压縮机开关。所述的步骤(5)或(6)的执行机构包括模式执行器，混合执行器，水 阀执行器和循环风执行器。所述的步骤(7)的系统提供ADC、定时器、EEPROM存储服务，EEPROM 非易失存储和ADC模拟数字转换。本发明的具有以下有益效果本发明的应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统(以下 简称微内核系统)通过软件的多任务切换，保证了各任务在系统硬件时钟保 证的的较大范围内各任务的执行都是一致的，不会由于一个任务/模块的变更 导致系统整体性能的大幅度变化。这种系统结构逻辑的变化，导致微内核系统在并行开发、测试、性能等 多方面都具有较高性能、 一致性和鲁棒性。由于微内核系统将系统的各个功能划分到相应的软件任务中，所以，在系统的任务划分架构确定后即可对各 个任务进行团队的并行开发，而线性大循环以及基于中断的前后台系统由于 各功能模块间的紧密耦合，并行开发的广度和深度都是有限的。对软件测试， 微内核系统的各任务可进行各自的单元测试，任务架构完成后即可进行各任务的集成测试(未提交的任务可采用mock方式，mock方式即仿真组件方式)，或者由于各任务的相互耦合很小，未参与测试的任务对参与测试的任务的测 试结果的影响可以被限制在很小范围内)。而线性大循环和基于中断的前后台 系统同样由于各任务模块的紧密耦合，导致独立的单元测试和早期集成测试 都是相当困难的。在软件的最终性能方面，如前所述，微内核架构的控制软 件可提高优于传统结构软件的性能一致性。关键的，由于车用空调控制面板类产品的有限的软、硬件资源限制，使现有的商用嵌入式OS (0S操作系统)几乎没有可应用的空间，而本发明实现 了有限软硬件资源条件下的空调面板产品控制功能的实时性、 一致性、鲁棒 性。由于微内核系统没有使用特殊的软、硬件资源，所以在不同硬件平台间 的移植也比较简单、方便。由系统的性能一致性，并行开发，单元及集成测试等良好特性表现可明 显提升系统质量、控制系统的开发周期。
图l是简单的线性大循环流程图； 图2是基于中断的前后台系统流程图；图3是本发明的应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统 流程图。图4本发明的实施例的应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内 核系统的电路图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述参考图3， 一种应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统，流程包括初始化、任务切换、用户操作采集、系统状态显示、控制逻辑运算、控制驱动输出、系统扩展服务、系统基础服务。
1、 初始化。初始化系统参数、任务周期、任务优先级。(以上初始化操作及相关技术都是现有技术还是有部分创新技术，若有创新，请写明具体是什么，否则会造成公开不充分而影响授权。)这个应用没有具体算法或者单元的创新，而是成熟思想在新领域的应用
2、 任务切换。根据任务周期切换，优先级高的任务，优先运行。任务切换是由系统的任务切换功能模块完成的，是微内核系统的一个核心部分，其他功能模块都是由任务切换模块调用的任务体。在资源受限环境下的任务切换是本系统的核心基础之一，源代码示例如下
弁defme OS一TASKSWITCH(); \switch(os—curtask) \
{ \case0:( \
OS一TASK0(); \
break; \
} \case 1:{ \
OS—TASK1(); \
breaks \
} \case 2: { \
OS—TASK2(); \
breaks \
} \case3:^ \
OS_TASK3(); \
break; \
} \case 4: { \
OS—TASK4(); \
6<formula>formula see original document page 7</formula>
3、 用户操作采集。即采集用户操作指令，根据用户在空调操作面板上的按键、旋钮等动作，采集其按键、旋钮的状态指令。
4、 系统状态显示。将上步骤采集到的指令，转换成系统命令，通过LCD、VFD、 LED等指示器件表示系统各状态。
5、 控制逻辑运算。按照上步骤命令，根据空调逻辑，运算各执行机构的状态。
6、 控制驱动输出。输出驱动，驱动模式、温度、水阀、循环等电机，驱动鼓风机鼓风机，输出压縮机、后除霜等信号。
7、 系统服务。提供CAN/LIN通讯等服务。
8、 系统基础服务。系统提供ADC、定时器、EEPROM存储等服务。用微内核方式的有点之一就是可根据应用需要增减相应模块。CAN/UN
模块，就不是所有的系统都需要，而系统提供的ADC和定时器服务在不同应用中也会有不同的配置。
应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统可在8或者16位单片机平台上，包括2个以上定时器、脉冲宽度调制(简称PWM)波形发生器以及和具体应用适应模拟和数字端口资源。可以选用是PIC16F877A (具备33个输入输出端口和8个10位模拟数字转换端口)，如图4。
对照例，图1和图2，如果采用简单的线性大循环或者基于中断的前后台系统，控制系统功能需求的变更或者控制逻辑更改等因素会导致a.—些功能模块需要修改或者b.新功能模块的加入或者c.现有功能模块的合并删减等软件更改。对比上面的线性大循环软件结构、基于中断的前后台系统软件结构以及微内核系统软件结构的结构框图可发现，上述a. b. c.的任何变更都将导致线性大循环软件结构和基于中断的前后台系统的软件的控制性能发生变化，从而影响最终系统的控制特性。例如，控制逻辑运算模块由于算法的变更，导致运行时间由原来的lms变为10ms，则系统的总体控制运行时间也将增加4ms，如果变更前系统的总运行周期是20ms，满足用户操作采集的要求，而变更后就将变为接近30ms，就会导致用户可感觉的操作延迟。
而微内核系统通过软件的多任务切换，保证了各任务在系统硬件时钟保证的的较大范围内各任务的执行都是一致的，不会由于一个任务/模块的变更导致系统整体性能的大幅度变化。
这种系统结构逻辑的变化，导致微内核系统在并行开发、测试、性能等多方面都具有较高性能、 一致性和鲁棒性。由于微内核系统将系统的各个功能划分到相应的软件任务中，所以，在系统的任务划分架构确定后即可对各个任务进行团队的并行开发，而线性大循环以及基于中断的前后台系统由于各功能模块间的紧密耦合，并行开发的广度和深度都是有限的。对软件测试，微内核系统的各任务可进行各自的单元测试，任务架构完成后即可进行各任务的集成测试(未提交的任务可采用mock方式，或者由于各任务的相互耦合很小，未参与测试的任务对参与测试的任务的测试结果的影响可以被限制在很小范围内)。而线性大循环和基于中断的前后台系统同样由于各任务模块的紧密耦合，导致独立的单元测试和早期集成测试都是相当困难的。在软件的最终性能方面，如前所述，微内核架构的控制软件可提高优于传统结构软件的性能一致性。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1、一种应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统，其特征在于它包括以下步骤(1)初始化初始化系统参数、任务周期、任务优先级；(2)任务切换根据任务周期切换，切换需要运动的任务；(3)采集用户操作指令采集用户操作后发出的指令；(4)系统状态显示将步骤(3)采集到的指令，转换成系统命令，通过显示器件表示系统各状态；(5)控制逻辑运算将步骤(4)的系统命令根据空调逻辑，运算各执行机构的状态；(6)控制驱动输出，控制各执行机构；(7)系统服务提供CAN/LIN通讯服务；(8)系统基础服务提供定时器、ADC等基础服务。
2、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(1)的 系统参数包括温度、模式、风量、压縮机状态和空气循环。
3、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(2)的 切换任务，优先级高的任务，优先运行。
4、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(3)的 用户操作是指对空调的操作，包括按键和旋钮。
5、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(4)的 指示器件为LCD、 VFD或LED。
6、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(5)为 根据采集到的AD值、用户命令，计算各执行机构的状态。
7、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(6)的 驱动包括，模式驱动、温度驱动、水阀驱动、循环驱动、鼓风机驱动和压縮机 开关。
8、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(5)或 (6)的执行机构包括模式执行器，混合执行器，水阀执行器和循环风执行器。
9、 根据权利要求1所述的微内核系统，其特征在于所述的步骤(7)的 系统提供ADC、定时器、EEPROM存储服务，EEPROM非易失存储和ADC模 拟数字转换。
全文摘要
本发明公开了一种应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统，它包括以下步骤(1)初始化；(2)任务切换；(3)采集用户操作指令采集用户操作后发出的指令；(4)系统状态显示将步骤(3)采集到的指令，转换成系统命令，通过显示器件表示系统各状态；(5)控制逻辑运算将步骤(4)的系统命令根据空调逻辑，运算各执行机构的状态；(6)控制驱动输出，控制各执行机构；(7)系统服务提供CAN/LIN通讯服务；(8)系统基础服务提供定时器、ADC等基础服务。这种系统结构逻辑的变化，使微内核系统在并行开发、测试、性能等多方面都具有较高性能、一致性和鲁棒性。
文档编号F24F11/00GK101566381SQ20091009896
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者吴小燕, 周向华, 晶 金 申请人:杭州益泰科汽车电器有限公司