简介：本项目包含两个版本的点焊机：①手持mini版的独立点焊机、②蜗牛台配套大电流点焊机。

嵌入式点焊机系统软件架构与C代码实现方案

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我将为您详细阐述针对手持Mini版独立点焊机和蜗牛台配套大电流点焊机项目，最适合的代码设计架构，并提供具体的C代码实现方案。本项目旨在构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台，覆盖从需求分析到系统实现，再到测试验证和维护升级的完整开发流程。所采用的技术和方法均经过实践验证，确保系统的稳定性和性能。

项目背景与需求分析

本项目包含两个版本的点焊机，这两种版本虽然应用场景和功率有所不同，但核心功能和软件架构可以高度复用，体现了良好的可扩展性设计原则。

1. 手持Mini版独立点焊机：

应用场景： 便携式、小型电池组的焊接，例如18650电池组的DIY制作、电子产品维修等。
核心需求：
- 精确的焊接时间控制： 确保焊接强度，避免过焊或虚焊。
- 焊接参数可调： 用户可以根据不同材料和厚度调整焊接时间或功率等级。
- 用户友好的界面： 通过小型显示屏（如OLED）和按键进行参数设置和状态显示。
- 电源管理： 高效利用电池能量，低功耗设计，电池电量显示。
- 安全保护： 过流保护、过温保护、短路保护等，保障设备和用户的安全。
- 独立工作： 无需外部控制，能够独立完成焊接任务。

2. 蜗牛台配套大电流点焊机：

应用场景： 工业级应用，例如动力电池组、储能电池组的批量生产，需要焊接更大规格的镍带或铜带。
核心需求：
- 高电流输出能力： 提供更强大的焊接电流，适应更厚材料的焊接。
- 精确且稳定的焊接控制： 对焊接参数的控制精度要求更高，确保焊接质量的一致性。
- 多种焊接模式： 可能需要支持脉冲焊接、连续焊接等多种模式，以适应不同的焊接需求。
- 外部控制接口： 需要能够通过外部信号（例如蜗牛台的控制信号）触发焊接。
- 数据记录与监控： 记录焊接参数和状态，方便质量追溯和监控。
- 强大的保护机制： 应对大电流工作环境，需要更完善的过流、过压、过温、短路保护。
- 系统状态监控与诊断： 实时监控系统运行状态，具备故障诊断和报警功能。

共性需求：

可靠性： 系统需要稳定可靠地运行，避免因软件错误导致焊接失败或设备损坏。
高效性： 快速响应用户操作，高效执行焊接任务，降低功耗。
可扩展性： 软件架构应易于扩展，方便后续增加新功能或适配新的硬件平台。
易维护性： 代码结构清晰，模块化设计，方便后期维护和升级。

代码设计架构：分层架构

为了满足上述需求，并构建可靠、高效、可扩展的系统平台，我推荐采用分层架构。分层架构将系统分解为多个独立的层次，每一层只负责特定的功能，层与层之间通过清晰的接口进行通信。这种架构具有以下优点：

模块化： 每个层次都是一个独立的模块，功能职责明确，易于开发、测试和维护。
可重用性： 底层模块（如HAL、BSP）可以被多个上层模块复用，提高代码效率。
可扩展性： 可以方便地在某一层增加新的功能模块，而不会影响其他层次。
易测试性： 可以对每一层进行独立的单元测试，提高软件质量。
硬件抽象： 通过HAL层隔离硬件差异，方便系统移植到不同的硬件平台。

针对点焊机项目，我们可以设计如下分层架构：

+---------------------+
|  应用层 (Application Layer) |  // 用户界面、焊接逻辑、参数配置
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|  服务层 (Service Layer)   |  // 焊接控制服务、显示服务、按键服务、电源管理服务
+---------------------+
|  操作系统抽象层 (OSAL) |  // (可选，如果使用RTOS) 任务管理、同步机制、内存管理
+---------------------+
|  板级支持包 (BSP)     |  // 芯片级驱动、外设初始化、硬件配置
+---------------------+
|  硬件抽象层 (HAL)     |  // GPIO驱动、定时器驱动、ADC驱动、PWM驱动、SPI/I2C驱动
+---------------------+
|      硬件层 (Hardware Layer)    |  // 微控制器、外围器件 (MOSFET, 传感器, 显示屏, 按键)
+---------------------+

各层功能详细说明：

硬件层 (Hardware Layer):
- 这是系统的最底层，包括微控制器 (MCU)、电源模块、MOSFET驱动电路、焊接电流检测电路、电压检测电路、温度传感器、显示屏、按键、蜂鸣器、指示灯等硬件组件。
- 硬件选型需要根据点焊机的功率需求、成本、功耗等因素进行选择。常用的MCU例如STM32系列、ESP32系列、NXP Kinetis系列等。MOSFET的选择需要考虑耐压、电流、导通电阻等参数。
硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer):
- HAL层是直接与硬件层交互的软件层，它提供了一组标准的API接口，用于访问和控制底层的硬件资源。
- HAL层的主要功能是屏蔽硬件差异，使得上层软件可以不关心具体的硬件细节，实现硬件无关性。
- 常见的HAL模块包括：
  - GPIO驱动 (HAL_GPIO): 用于控制GPIO引脚的输入输出，例如控制MOSFET驱动信号、按键检测、指示灯控制等。
  - 定时器驱动 (HAL_TIM): 用于配置和控制定时器，例如生成PWM波形用于焊接电流控制、实现精确延时、周期性任务调度等。
  - ADC驱动 (HAL_ADC): 用于读取模拟信号，例如采集焊接电流、焊接电压、电池电压、温度传感器数据等。
  - PWM驱动 (HAL_PWM): 用于生成PWM信号，控制MOSFET的导通占空比，实现焊接电流的调节。
  - SPI/I2C驱动 (HAL_SPI/HAL_I2C): 用于与外围器件进行通信，例如驱动OLED显示屏、EEPROM存储配置参数等。
  - UART驱动 (HAL_UART): 用于串口通信，例如调试信息输出、外部控制指令接收 (蜗牛台版本)。
- HAL层需要针对具体的MCU芯片和硬件外设进行编写。
板级支持包 (BSP - Board Support Package):
- BSP层构建在HAL层之上，它提供了特定开发板或硬件平台相关的初始化和配置功能。
- BSP层的主要功能是：
  - 系统时钟配置： 配置MCU的系统时钟频率，为系统运行提供时基。
  - 外设时钟使能： 使能HAL层使用的外设模块的时钟，例如GPIO、定时器、ADC等。
  - GPIO引脚功能配置： 配置GPIO引脚的功能，例如设置为输入、输出、复用功能等。
  - 中断向量表配置： 配置中断向量表，响应硬件中断事件。
  - 低功耗模式配置： 配置MCU的低功耗模式，降低系统功耗。
  - 硬件自检和初始化： 在系统启动时进行硬件自检，初始化必要的硬件模块。
- BSP层通常由芯片厂商或开发板厂商提供，开发者可以根据实际硬件平台进行定制和修改。
操作系统抽象层 (OSAL - Operating System Abstraction Layer) (可选):
- 如果项目使用了实时操作系统 (RTOS)，例如FreeRTOS、RT-Thread等，则需要OSAL层来抽象RTOS的API接口，使得上层服务层和应用层可以不直接依赖于特定的RTOS。
- OSAL层的主要功能是：
  - 任务管理： 提供任务创建、删除、挂起、恢复等接口。
  - 同步机制： 提供互斥锁、信号量、事件标志组等同步机制，用于任务间的同步和互斥访问共享资源。
  - 内存管理： 提供动态内存分配和释放接口。
  - 定时器服务： 提供软件定时器功能。
  - 消息队列/邮箱： 提供任务间消息传递机制。
- 如果项目规模较小，功能相对简单，也可以不使用RTOS，采用裸机编程 (Bare-Metal) 或 简单的前后台系统。在这种情况下，OSAL层可以省略，服务层直接构建在BSP层之上。对于本项目，考虑到两个版本的点焊机功能复杂度，以及未来的可扩展性，建议采用RTOS，并设计OSAL层。
服务层 (Service Layer):
- 服务层构建在OSAL层 (或BSP层，如果裸机) 之上，它提供了一组高层次的服务接口，供应用层调用。
- 服务层的主要模块包括：
  - 焊接控制服务 (WeldingService):
    - 封装焊接逻辑，包括焊接参数设置、焊接过程控制、焊接状态监控、焊接保护等功能。
    - 提供API接口，例如 WeldingService_Start(), WeldingService_Stop(), WeldingService_SetParams(), WeldingService_GetStatus() 等。
    - 根据不同的焊接模式 (例如时间控制模式、能量控制模式) 实现不同的焊接算法。
    - 处理焊接过程中的异常情况，例如过流、过温、短路等，并触发保护动作。
  - 显示服务 (DisplayService):
    - 封装显示屏的驱动和控制逻辑，提供显示字符、数字、图形等API接口。
    - 提供API接口，例如 DisplayService_Init(), DisplayService_ClearScreen(), DisplayService_WriteString(), DisplayService_DrawIcon() 等。
    - 管理显示内容，例如焊接参数、焊接状态、电池电量、错误信息等。
  - 按键服务 (ButtonService):
    - 封装按键的检测和处理逻辑，提供按键事件回调机制。
    - 提供API接口，例如 ButtonService_Init(), ButtonService_RegisterCallback() 等。
    - 检测按键按下、释放、长按等事件，并调用注册的回调函数进行处理。
  - 电源管理服务 (PowerManagementService):
    - 封装电源管理逻辑，包括电池电量检测、低功耗模式管理、充电控制 (如果支持) 等功能。
    - 提供API接口，例如 PowerManagementService_GetBatteryLevel(), PowerManagementService_EnterSleepMode(), PowerManagementService_StartCharging() 等。
    - 监控电池电压和电流，计算电池电量，并进行低电量报警。
    - 实现低功耗模式，例如在空闲时降低系统时钟频率、关闭外设模块等，延长电池续航时间。
  - 配置管理服务 (ConfigService):
    - 封装配置参数的存储和读取逻辑，例如焊接参数、系统设置等。
    - 可以使用EEPROM、Flash存储器或配置文件存储配置参数。
    - 提供API接口，例如 ConfigService_LoadConfig(), ConfigService_SaveConfig(), ConfigService_GetParam(), ConfigService_SetParam() 等。
  - 报警服务 (AlarmService):
    - 封装报警处理逻辑，例如过流报警、过温报警、低电量报警等。
    - 提供API接口，例如 AlarmService_TriggerAlarm(), AlarmService_ClearAlarm() 等。
    - 可以通过蜂鸣器、指示灯、显示屏等方式进行报警提示。
应用层 (Application Layer):
- 应用层是系统的最高层，它直接面向用户，负责实现系统的业务逻辑和用户界面。
- 应用层的主要功能包括：
  - 用户界面 (UI) 管理： 通过显示服务和按键服务构建用户界面，实现参数设置、状态显示、操作菜单等功能。
  - 焊接流程控制： 根据用户操作和焊接参数，调用焊接控制服务启动和停止焊接过程。
  - 参数配置管理： 通过配置管理服务加载和保存焊接参数和系统设置。
  - 系统状态监控： 监控系统状态，例如焊接状态、电池电量、报警状态等，并在用户界面上显示。
  - 错误处理和用户提示： 处理系统错误，例如焊接失败、参数错误等，并通过用户界面提示用户。
- 应用层通常采用状态机或事件驱动的编程模型，根据用户操作和系统事件进行状态切换和功能执行。

C代码实现方案 (示例代码，非完整代码，仅用于说明架构思想)

为了演示上述分层架构的C代码实现，我将提供一些关键模块的示例代码。由于代码量限制，以下代码仅为核心功能的框架代码，并非完整的、可直接编译运行的代码。

1. HAL层 (HAL_GPIO.h, HAL_GPIO.c):

// HAL_GPIO.h
#ifndef HAL_GPIO_H
#define HAL_GPIO_H

typedef enum {
    GPIO_MODE_INPUT,
    GPIO_MODE_OUTPUT
} GPIO_ModeTypeDef;

typedef enum {
    GPIO_PIN_RESET = 0,
    GPIO_PIN_SET = 1
} GPIO_PinStateTypeDef;

typedef struct {
    // 硬件相关的GPIO端口定义
    uint32_t Port;
    uint16_t Pin;
} GPIO_TypeDef;

// 初始化GPIO引脚
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_ModeTypeDef Mode);
// 设置GPIO引脚输出状态
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_PinStateTypeDef PinState);
// 读取GPIO引脚输入状态
GPIO_PinStateTypeDef HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx);

#endif // HAL_GPIO_H

// HAL_GPIO.c
#include "HAL_GPIO.h"
// ... (具体的硬件寄存器操作，例如 STM32 的 GPIO 寄存器操作) ...

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_ModeTypeDef Mode) {
    // ... (根据 GPIOx->Port 和 GPIOx->Pin 配置 GPIO 寄存器，设置输入输出模式) ...
    if (Mode == GPIO_MODE_OUTPUT) {
        // ... (配置为输出模式) ...
    } else if (Mode == GPIO_MODE_INPUT) {
        // ... (配置为输入模式) ...
    }
}

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_PinStateTypeDef PinState) {
    // ... (根据 GPIOx->Port 和 GPIOx->Pin 操作 GPIO 输出寄存器，设置引脚电平) ...
    if (PinState == GPIO_PIN_SET) {
        // ... (设置引脚为高电平) ...
    } else {
        // ... (设置引脚为低电平) ...
    }
}

GPIO_PinStateTypeDef HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx) {
    // ... (根据 GPIOx->Port 和 GPIOx->Pin 读取 GPIO 输入寄存器，获取引脚电平) ...
    // ... (根据寄存器值返回 GPIO_PIN_SET 或 GPIO_PIN_RESET) ...
    return GPIO_PIN_RESET; // 示例返回值
}

2. BSP层 (BSP_Board.h, BSP_Board.c):

// BSP_Board.h
#ifndef BSP_BOARD_H
#define BSP_BOARD_H

#include "HAL_GPIO.h" // 引用 HAL 层头文件

// 定义硬件相关的 GPIO 引脚
#define MOSFET_DRIVE_GPIO_PORT   GPIOA
#define MOSFET_DRIVE_GPIO_PIN    GPIO_PIN_0
#define BUTTON_SELECT_GPIO_PORT  GPIOB
#define BUTTON_SELECT_GPIO_PIN   GPIO_PIN_1
#define OLED_CS_GPIO_PORT        GPIOC
#define OLED_CS_GPIO_PIN         GPIO_PIN_2

// 初始化板级硬件
void BSP_Board_Init(void);

#endif // BSP_BOARD_H

// BSP_Board.c
#include "BSP_Board.h"
#include "HAL_GPIO.h"
// ... (可能包含 HAL_TIM, HAL_ADC, HAL_SPI 等其他 HAL 模块的头文件) ...

void BSP_Board_Init(void) {
    // 初始化系统时钟
    // ... (配置系统时钟，例如使用 RCC 寄存器) ...

    // 使能 GPIO 时钟
    // ... (使能 GPIOA, GPIOB, GPIOC 等端口的时钟) ...

    // 初始化 MOSFET 驱动 GPIO
    GPIO_TypeDef MOSFET_GPIO = {MOSFET_DRIVE_GPIO_PORT, MOSFET_DRIVE_GPIO_PIN};
    HAL_GPIO_Init(&MOSFET_GPIO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    HAL_GPIO_WritePin(&MOSFET_GPIO, GPIO_PIN_RESET); // 默认关闭 MOSFET

    // 初始化按键 GPIO
    GPIO_TypeDef BUTTON_GPIO = {BUTTON_SELECT_GPIO_PORT, BUTTON_SELECT_GPIO_PIN};
    HAL_GPIO_Init(&BUTTON_GPIO, GPIO_MODE_INPUT);

    // 初始化 OLED CS GPIO (假设使用 SPI 或 I2C 驱动 OLED)
    GPIO_TypeDef OLED_CS_GPIO = {OLED_CS_GPIO_PORT, OLED_CS_GPIO_PIN};
    HAL_GPIO_Init(&OLED_CS_GPIO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    HAL_GPIO_WritePin(&OLED_CS_GPIO, GPIO_PIN_SET); // 默认取消片选

    // ... (初始化其他外设，例如定时器、ADC、SPI/I2C 等) ...
}

3. 服务层 (WeldingService.h, WeldingService.c):

// WeldingService.h
#ifndef WELDING_SERVICE_H
#define WELDING_SERVICE_H

typedef enum {
    WELDING_STATE_IDLE,
    WELDING_STATE_PREPARING,
    WELDING_STATE_WELDING,
    WELDING_STATE_COOLING,
    WELDING_STATE_ERROR
} WeldingStateTypeDef;

typedef struct {
    uint16_t weldTimeMs;     // 焊接时间，单位毫秒
    uint8_t powerLevel;     // 功率等级 (例如 0-100%)
    // ... (其他焊接参数) ...
} WeldingParamsTypeDef;

typedef struct {
    WeldingStateTypeDef state;
    uint32_t currentVoltage; // 当前电压
    uint32_t currentCurrent; // 当前电流
    // ... (其他焊接状态信息) ...
} WeldingStatusTypeDef;

// 初始化焊接服务
void WeldingService_Init(void);
// 设置焊接参数
void WeldingService_SetParams(const WeldingParamsTypeDef* params);
// 获取焊接状态
const WeldingStatusTypeDef* WeldingService_GetStatus(void);
// 启动焊接
void WeldingService_Start(void);
// 停止焊接
void WeldingService_Stop(void);

#endif // WELDING_SERVICE_H

// WeldingService.c
#include "WeldingService.h"
#include "BSP_Board.h" // 引用 BSP 层头文件
#include "HAL_GPIO.h"  // 引用 HAL 层 GPIO 驱动
#include "HAL_TIM.h"   // 引用 HAL 层 定时器驱动 (假设使用定时器 PWM)
#include "HAL_ADC.h"   // 引用 HAL 层 ADC 驱动 (假设使用 ADC 检测电流电压)
// ... (可能需要引用其他 HAL 模块) ...

static WeldingStateTypeDef weldingState = WELDING_STATE_IDLE;
static WeldingParamsTypeDef currentParams;
static WeldingStatusTypeDef currentStatus;

void WeldingService_Init(void) {
    // 初始化焊接状态
    weldingState = WELDING_STATE_IDLE;
    // ... (初始化其他焊接服务相关的资源，例如定时器、ADC 等) ...

    // 初始化 MOSFET 驱动 GPIO (如果 BSP 层没有初始化)
    // GPIO_TypeDef MOSFET_GPIO = {MOSFET_DRIVE_GPIO_PORT, MOSFET_DRIVE_GPIO_PIN};
    // HAL_GPIO_Init(&MOSFET_GPIO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    // HAL_GPIO_WritePin(&MOSFET_GPIO, GPIO_PIN_RESET);
}

void WeldingService_SetParams(const WeldingParamsTypeDef* params) {
    currentParams = *params;
    // ... (根据参数配置 PWM 占空比等) ...
}

const WeldingStatusTypeDef* WeldingService_GetStatus(void) {
    currentStatus.state = weldingState;
    // ... (读取 ADC 采样值，更新 currentStatus.currentVoltage 和 currentStatus.currentCurrent) ...
    return &currentStatus;
}

void WeldingService_Start(void) {
    if (weldingState == WELDING_STATE_IDLE) {
        weldingState = WELDING_STATE_PREPARING;
        // ... (进行焊接前的准备工作，例如预充电、检查状态等) ...

        weldingState = WELDING_STATE_WELDING;
        // 启动 MOSFET 驱动，开始焊接
        GPIO_TypeDef MOSFET_GPIO = {MOSFET_DRIVE_GPIO_PORT, MOSFET_DRIVE_GPIO_PIN};
        HAL_GPIO_WritePin(&MOSFET_GPIO, GPIO_PIN_SET); // 开启 MOSFET

        // 延时焊接时间
        // 使用 HAL_TIM 或 OSAL 的延时函数，例如 HAL_Delay(currentParams.weldTimeMs);
        // 或者使用 RTOS 的任务延时
        // ... (延时 currentParams.weldTimeMs 毫秒) ...

        // 关闭 MOSFET 驱动，停止焊接
        HAL_GPIO_WritePin(&MOSFET_GPIO, GPIO_PIN_RESET); // 关闭 MOSFET

        weldingState = WELDING_STATE_COOLING;
        // ... (焊接后的冷却处理，例如风扇散热等) ...

        weldingState = WELDING_STATE_IDLE; // 焊接完成，回到空闲状态
    }
}

void WeldingService_Stop(void) {
    if (weldingState == WELDING_STATE_WELDING || weldingState == WELDING_STATE_PREPARING) {
        // 立即停止焊接
        GPIO_TypeDef MOSFET_GPIO = {MOSFET_DRIVE_GPIO_PORT, MOSFET_DRIVE_GPIO_PIN};
        HAL_GPIO_WritePin(&MOSFET_GPIO, GPIO_PIN_RESET); // 关闭 MOSFET
        weldingState = WELDING_STATE_IDLE;
    }
}

4. 应用层 (App_Main.c):

// App_Main.c
#include "BSP_Board.h"    // 引用 BSP 层头文件
#include "WeldingService.h" // 引用 焊接服务层头文件
#include "DisplayService.h" // 引用 显示服务层头文件 (假设有 DisplayService)
#include "ButtonService.h"  // 引用 按键服务层头文件 (假设有 ButtonService)
#include "ConfigService.h"  // 引用 配置服务层头文件 (假设有 ConfigService)
#include "stdio.h"

// 全局焊接参数
WeldingParamsTypeDef weldParams;

// 按键事件处理回调函数 (示例)
void Button_Select_Callback(void) {
    printf("Select Button Pressed\n");
    WeldingService_Start(); // 按下选择键，启动焊接
}

int main(void) {
    // 初始化板级硬件
    BSP_Board_Init();

    // 初始化服务层模块
    WeldingService_Init();
    // DisplayService_Init(); // 初始化显示服务
    // ButtonService_Init();  // 初始化按键服务
    // ConfigService_Init();  // 初始化配置服务

    // 加载配置参数
    // ConfigService_LoadConfig(&weldParams);
    weldParams.weldTimeMs = 20; // 默认焊接时间 20ms
    weldParams.powerLevel = 80;  // 默认功率等级 80%
    WeldingService_SetParams(&weldParams); // 设置焊接参数

    // 注册按键事件回调
    // ButtonService_RegisterCallback(BUTTON_SELECT, Button_Select_Callback);

    // 主循环
    while (1) {
        // ... (用户界面逻辑，例如显示焊接状态、参数，处理按键输入) ...

        const WeldingStatusTypeDef* status = WeldingService_GetStatus();
        // printf("Welding State: %d, Voltage: %d, Current: %d\n",
        //        status->state, status->currentVoltage, status->currentCurrent);

        // DisplayService_ClearScreen(); // 清屏
        // DisplayService_WriteString(0, 0, "Welding State:");
        // DisplayService_WriteNumber(0, 1, status->state); // 显示焊接状态
        // ... (显示其他信息) ...

        // ... (其他应用逻辑) ...

        // 可以添加任务调度 (如果使用 RTOS) 或简单的延时
        // HAL_Delay(100); // 延时 100ms
    }
}

项目中采用的技术和方法：

分层架构: 如上所述，采用分层架构提高代码模块化、可维护性、可扩展性。
硬件抽象层 (HAL): 屏蔽硬件差异，提高代码可移植性。
板级支持包 (BSP): 提供特定硬件平台的初始化和配置。
服务层: 封装高层次的服务功能，简化应用层开发。
状态机: 在焊接控制服务和应用层中使用状态机管理系统状态和流程。
事件驱动编程: 在按键服务和应用层中使用事件驱动模型响应用户操作。
定时器和PWM: 使用定时器生成精确的PWM波形控制焊接电流和时间。
ADC采样: 使用ADC采集焊接电流、电压、温度等模拟信号进行监控和反馈控制。
错误处理和异常处理: 在各个层次都加入错误处理机制，例如参数校验、异常检测、报警提示等，提高系统鲁棒性。
模块化设计: 将系统分解为多个独立的模块，每个模块负责特定的功能，提高代码的可读性和可维护性。
清晰的API接口: 定义清晰的模块接口，方便模块之间的交互和调用。
代码注释: 编写详细的代码注释，提高代码的可读性和可维护性。
版本控制 (Git): 使用Git进行代码版本控制，方便团队协作和代码管理。
单元测试 (Unit Test): 对关键模块进行单元测试，例如焊接控制服务、显示服务等，确保模块功能的正确性。
集成测试 (Integration Test): 进行模块之间的集成测试，验证模块之间的协同工作是否正常。
系统测试 (System Test): 进行完整的系统测试，模拟实际使用场景，验证系统功能和性能是否满足需求。
硬件在环测试 (HIL - Hardware-in-the-Loop): 使用硬件在环仿真平台进行测试，模拟真实的硬件环境，验证软件在硬件上的运行情况。
代码审查 (Code Review): 进行代码审查，提高代码质量，发现潜在的bug和代码风格问题。
持续集成/持续交付 (CI/CD): 建立持续集成/持续交付流程，自动化构建、测试和部署过程，提高开发效率和软件质量。

针对两个版本点焊机的差异化设计：

硬件选型: Mini版选择低功耗、小型化的MCU和MOSFET，大电流版选择性能更强、电流容量更大的MCU和MOSFET。
电源管理: Mini版更注重电池续航，需要更精细的电源管理策略。大电流版可能需要外接电源，电源管理侧重点有所不同。
焊接电流控制: 大电流版需要更精确和稳定的电流控制算法，可能需要采用闭环控制或更复杂的PWM控制策略。
散热设计: 大电流版由于功率更大，发热量更高，需要更强的散热设计，软件层面可以配合温度监控和过温保护。
外部控制接口: 蜗牛台配套大电流版需要实现外部控制接口，例如接收外部触发信号、输出焊接状态等。

维护升级策略：

模块化架构: 分层模块化架构本身就方便了后期维护和升级，修改或增加功能只需要修改相应的模块，不会影响其他模块。
固件升级 (Firmware Update): 预留固件升级接口，例如通过串口、USB或OTA (Over-The-Air) 方式进行固件升级，方便后期bug修复和功能更新。
配置参数可配置: 将焊接参数、系统设置等配置参数存储在可配置的存储器 (例如EEPROM、Flash) 中，方便用户进行参数调整和系统配置。
日志记录和错误诊断: 在系统中加入日志记录功能，记录系统运行状态和错误信息，方便后期问题排查和故障诊断。
版本控制: 使用版本控制系统 (Git) 管理代码，方便追踪代码变更历史，回滚到之前的版本，进行版本管理和维护。
文档化: 编写完善的软件文档，包括架构设计文档、模块接口文档、API文档、用户手册等，方便团队协作和后期维护。

总结

通过上述分层架构和C代码实现方案，我们可以构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式点焊机系统平台。该架构充分考虑了系统的模块化、可重用性、可扩展性、可维护性，并采用了经过实践验证的技术和方法。代码示例虽然只是框架代码，但展示了分层架构的思想和关键模块的实现思路。在实际项目中，需要根据具体的硬件平台和功能需求进行详细的设计和实现，并进行充分的测试和验证，确保系统的稳定性和性能。

希望这份详细的方案能够帮助您理解嵌入式点焊机系统的软件架构设计和C代码实现，并为您的项目开发提供有价值的参考。