電控組主要負責織造機器人的靈魂，讓搭建起來的機械結構具有生命活力。詳細一點說，要想成為一名合格的電子工程師，你需要學會：選擇適用的單片機、傳感器、電機驅動等元件；編寫機器人的主要控制程序；理清連接電路板和元器件的線路；最終能夠讓機器人能按照指令實現各項功能。

在RoboMaster比賽中，機器人最重要的移動和發射功能涉及電機速度、云臺穩定性、射頻、射速，這些功能的實現都需要電控的調節。下面讓小A為大家簡單地介紹電控組的「擼代碼」、「焊板子」具體都涉及些什么吧！

一、工作方向

1.嵌入式軟件方向

（1）IDE（集成開發環境）

編寫程序首先需要一個能編寫和測試程序的平臺。IDE就是這么一類供開發者書寫和編輯程序，并能編譯和調試程序的軟件。工作室使用的集成IDE是KeilμVision5(STM32)和Arduino IDE。會使用STM32的同學還可以下載CubeMX進行圖形化的初始配置，簡單方便易操作。

（2）程序語言

編寫程序其次需要知道編寫的規則，即計算機的「語言」。在Keil上最常用的代碼語言是C、C++。Arduino，是一個基于開放原始碼的軟硬體平臺，構建于開放原始碼simple I/O介面版，并且具有使用類似Java，C語言的Processing/Wiring開發環境。

（3）基本控制原理

PID是一種經典的控制算法，根據系統的偏差來調整輸入信號的線性反饋控制算法，本質上是一個涉及微積分的數學公式。通俗地說，它能根據傳感器返回的機器人當前狀態與目標狀態（值）的偏差，微調對機器人發出的指令，使之保持穩定。這是實現對機器人穩定控制，及一些功率和射頻等規則限制的關鍵點。除了經典PID以外，要想更精確的控制我們的機器人，還需要去學習更為「高深」的控制算法，比如ADRC、專家PID、模糊PID、自適應PID等。

（4）處理器

編寫好程序之后，通過了在電腦上的編譯和調試，就要將程序輸入接電路板上的處理器——微型計算機，也稱單片機，進行運行。工作室常用的是AVR和ARM系列。

（5）通信

從電腦端將程序輸入單片機，需要「通信」。機器人技術中的通信，指的是計算機和計算機之間端到端的數據傳輸，涉及通信接口的封裝和通信協議。通信協議的類型有很多，一般Arduino采用的是IDE自帶的串口監視器，同時也支持I2C、SPI，CAN等通信方式。

對于STM32而言，最常使用的是CAN通信，利用CAN通信控制的電調大大提高了電機輸出值的精準度，這是機器人比賽中做到「指哪打哪」的有力保障。

（6）自動控制元件

機器人是一個實現程序與現實世界交互的橋梁，而建立這座橋梁不可或缺的還有硬件，包括各種各樣的傳感器和電機。其中最重要的包括保證控制穩定的數據傳感器——MPU6050，紅外傳感器，超聲波傳感器等等，傳感器和電機的種類很多，因此選擇合適的傳感器及電機也是電控需要仔細斟酌的。

2.嵌入式硬件方向

（1）電路/電工學

主要了解電路拓撲結構，學會電路分析。例如歐姆定律、戴維南定理、基爾霍夫定律等，都是在電路分析中必不可少的基本原理。

（2）電子測量技術

在硬件設計的過程中不可避免的需要對搭建的半成品進行測試，以確定是否能達到設計目標。常使用的儀器有電壓表、電流表、示波器、穩壓電源等。因此對測試工具的掌握也成為硬件設計的必然要求。

（3）模擬電子技術

模電中的三極管、MOS管、晶閘管、運算放大器等都是電路設計中的基本元件。常用半導體元件、基本放大電路、多級放大電路、集成運算放大電路、反饋、信號的運算和處理、波形的發生和信號的轉換、功率放大電路、直流電源和模擬電子電路讀圖均依賴模電的知識以及上述電路分析知識。

（4）資料的獲取與查閱

在電路設計過程中，常要使用各類CPU以及各類集成IC，但芯片的各類參數和經典應用均需要查閱對應芯片的datasheet(數據手冊)，故需要對各廠商官網和其他數據手冊下載途徑有所了解。另外，由于大部分芯片由外國廠商設計制作，datasheet的語言多為英文，翻譯版本較少，故需要對常見元器件的英文名有一定的熟悉度，并合理利用翻譯軟件進行文檔理解。

二、常用軟件

1、仿真軟件

電子電路仿真，是指使用數學模型來對電子電路的真實行為進行模擬的工程方法。在構建實際的電路之前，對設計進行仿真驗證，可以大大地提高設計效率。這是由于，設計人員可以在構建電路之前，預先觀察、研究電路的行為，而不必為電路的物理實現付出時間和經濟的成本「防止炸板子」。

（1）Multisim

Multisim集成了業界標準的SPICE仿真以及交互式電路圖環境，可即時可視化和分析電子電路的行為。其直觀的界面可幫助教育工作者強化學生對電路理論的理解，高效地記憶工程課程的理論。研究人員和設計人員可借助Multisim減少PCB的原型迭代，并為設計流程添加功能強大的電路仿真和分析，以節省開發成本。

（2）LTspice

LTspice?是一款高性能SPICE 仿真軟件、電路圖捕獲和波形觀測器，并為簡化模擬電路的仿真提供了改進和模型。LTspice 的下載內容中包括了用于大多數 Analog Devices 開關穩壓器、放大器的宏模型，以及用于一般電路仿真的器件庫。

2、PCB設計軟件

對于一名嵌入式硬件開發人員來說，一款好的PCB設計軟件，很大程度上能幫助他們更高效的完成PCB設計，PCB設計軟件的選擇將直接影響學習工作的進度。

（1）Altium Designer

大多數PCB工程師接觸的設計軟件基本是從AD開始的，AD作為簡單易學的基礎入門級硬件設計軟件，它適合用來繪制簡單的單雙面板及四六層板，通過原理圖設計、電路仿真、PCB繪制、信號完整性分析等多方面技術的完美融合，使PCB工程師可以輕松地進行設計，若能熟練使用這個軟件，將會大大提高電路設計的質量與效率。

（2）立創EDA

用戶無需安裝任何軟件或插件，只需在任何支持HTML5、標準兼容的web瀏覽器打開立創EDA網頁，即可開始你的設計。

云端技術的應用讓立創EDA區別于傳統設計方式，讓設計者不再局限于一臺電腦，能夠隨時隨地的進行跨系統的團隊協作。在一個設計團隊中的不同成員，通過立創EDA可以在不同的設備、系統和地點實現設計的實時共享。設計的開源共享，使得廣大用戶可以找到很多想要的庫文件，而不用再次耗費時間從頭創建，有助于用戶共同學習提高！

除此之外，立創EDA在支持傳統EDA軟件功能的同時，具有電路仿真等功能，支持多層板、多焊盤、多走線方式的大型工程。