机器人/设计基础/基础编程
如今使用可编程组件变得很容易。在早期，你必须用汇编语言编写代码，将其烧录到EPROM中，将EPROM插入其插座，并希望你没有犯任何错误。因为如果你犯了错误，你必须在数百行神秘的汇编代码中查找错误，并且必须使用一个新的EPROM。如今你有了可以在电路中重新编程的闪存。你有了C和Basic编译器来编写你的代码。大多数微控制器在芯片上集成了大量硬件（UART、看门狗、实时时钟、RAM、ROM、EEPROM等），并且有针对不同编程语言的库可用，这使得编码LC显示屏或伺服电机变得非常容易。更不用说你还有仿真器（一种插入微控制器插座的特殊连接器，允许PC模拟微控制器）和模拟器（在PC上模拟微控制器并允许运行其代码）来查找错误。
一个很好的入门微控制器是Atmel AVR ATtiny2313（以前：AT90S2313）或ATMEGA8535（以前：AT90S8535）（Atmel）。它便宜，在芯片上拥有所有基本功能，并且有大量专门的网站。8535更贵，但内存更大，并且有一个片上ADC。AVR结合Bascom-AVR几乎是开始使用微控制器的最简单方法。
有关详细信息，请参阅嵌入式系统/Atmel AVR。
有关其他流行的微控制器，请参阅机器人/计算机控制/接口/微控制器。
有关一种AVR开发方法，请参阅通用工程介绍/Arduino和电机/Arduino介绍。
在控制机器人方面，PC比微控制器具有许多优势。但是它有两个缺点，使它几乎不可能用于小型机器人项目
- 首先：它又大又重。
- 其次：现代PC消耗大量电力。
这意味着PC仅限于系留或大型机器人。如果电力不是问题，PC提供了大量的RAM和硬盘空间以及充足的CPU性能。加上一个非常方便的用户界面。此外，网络功能对于某些应用也可能非常有用。为你的机器人提供无线连接（红外、无线电、WiFi、蓝牙等）以及PC上的类似接口，可以将线缆问题减少到有限距离（或在红外的情况下为视线）问题。
如果你打算在你的项目中使用PC，你可能希望使用Linux发行版作为操作系统，因为它允许轻松访问计算机的任何部分。另一个操作系统选择是较旧的MS-DOS，尽管MS-DOS缺乏多线程（但这些可以在你的软件中添加）并且具有糟糕的内存管理（还记得640Kb限制吗？）。
笔记本电脑只有尺寸不利。笔记本电脑提供了PC的优势，而没有巨大的功耗。笔记本电脑的缺点是电池续航时间有限。电池续航时间有限。html
PDA（Personal Digital Assistant）只不过是手持式PC（Personal Computer）。大多数情况下，这些设备使用缩小的RISC（Reduced Instruction Set Chip）处理器，以实现快速的执行时间，并且还使设备保持比普通笔记本电脑更小巧轻便。一些PDA甚至内置GPS，这使得它对于户外机器人应用非常有趣。缺点是价格。PDA可用于娱乐，但也可以作为出色的商业工具，尤其是在配备手写笔的情况下。
Gameboy（经典、高级、彩色和DS）可以成为非常强大的设备。这些已被用于许多项目（请参阅Google）。唯一的缺点是构建充当连接器的特殊PCB。
Gameboy Advance也是一个出色的机器人平台。有一些完整的开源开发套件可用（基于GCC的C/C++加上ARM汇编）。还有一个不错的套件（Charmed Labs）可用于连接乐高机器人电机/传感器，并提供比乐高RCX更多的控制。该套件拥有4MB闪存和几百KB RAM，潜力巨大。但是，该套件并不真正适合完全初学者，因为设置GNU工具可能非常复杂，尽管开发环境因此非常丰富。
有关编写Game Boy Advance软件的技巧，请参阅GBA开发。
可编程逻辑控制器（PLC）是专用的工业计算机，旨在易于与电路接口。大多数PLC是可扩展的，但也有一些紧凑的“一体化”解决方案。它们具有出色的位操作功能，以及用于多种特殊信号的附加卡，如高速计数器、模拟I/O、网络和现场总线（RS-232、RS422、RS-485、以太网、DeviceNet、Profibus等）、脉冲输出、伺服控制等。越来越多的特殊输入包含在PLC CPU单元中。PLC传统上用于控制自动化工厂，每个PLC可能控制多台机器。它们通常使用专用编程语言，最常见的是梯形图或SFC。
PLC的大小从大约5x5x5厘米不等（也有一种PLC IC可用，但出于本书的目的，我们选择忽略这一事实）。最小的PLC功能非常有限，只有几个I/O和非常有限的内存，以及在数据处理和计算方面非常有限的指令集。如果你有丰富的电气系统经验，但对设计和焊接PCB以及编程计算机感到畏惧（即，你是电工），那么PLC尤其适合你。它们在具有许多专用传感器和输出的非常大型系统中也表现出色，因为通常会有制造商提供的标准解决方案可用。
PLC的缺点是价格——它们可能相当昂贵，通常至少比微控制器高一个数量级。它们也比微控制器消耗更多电流，但比计算机少。另一方面，与计算机相比，它们的计算能力较弱。它们不适合进行繁重的信号处理工作。
PLC最适合大型机器人，但也适用于中型项目。
通常会同时使用电脑/笔记本电脑/PDA和（一个或多个）微控制器，因为这两种设备可以互补各自的局限性。例如，电脑/笔记本电脑/PDA具有大容量内存和强大的处理能力的优势，但缺乏在机器人领域非常实用的特定输出，比如PWM。微控制器通常具有独立于微控制器其余部分运行的PWM通道，但其处理速度和内存有限。
将这两种设备连接起来可以获得两全其美的好处。
此页面讨论了一些可用的编程语言，并提供了下载这些语言编译器的链接。
语言的选择取决于以下几点
- 之前的经验。如果您已经熟悉某种特定的编程语言，您可能希望使用该语言来编程您的机器人。
- 您打算投入多少时间和精力。并非每种语言都同样易于使用。语言的大部分复杂性来自于允许更多底层访问。基本上，语言赋予用户越多的控制权，使用起来就越困难，但也越强大。理论上，汇编语言允许程序员编写速度最快、代码最小的程序。然而，这仅适用于经验丰富的程序员。现代编译器可以生成接近手工编写的汇编代码的代码。在大多数情况下，使用汇编语言会不必要地使程序复杂化，除非在C或Basic程序中使用内联汇编。通常，这些代码只有几行，直接与内存交互，或者必须在已知的时间内执行。对于大多数（如果不是全部）项目，Basic或C等语言就足够了。只有当您打算将微控制器或PC推至其性能极限时，才值得花费精力编写汇编代码。
- 您的目标。如果您想要一个简单的机器人，根本不需要汇编代码。使用现代微控制器，您可以轻松编写粗略的Basic代码，并仍然拥有足够的速度和内存。如果您打算构建一个具有几十个传感器、图像识别和语音识别功能的尖端机器人，您将需要编写完美的代码，并且需要为某些组件使用汇编语言才能获得足够的速度，并能够将代码放入微控制器有限的内存中。大多数项目都介于这两个极端之间，编写良好的Basic或C代码绰绰有余。了解（一些）汇编语言非常有用，因为它可以帮助您了解处理器的运作方式。这些见解使您成为一名更好的程序员。
- 可用性。并非所有语言都适用于所有微控制器。Urbi是开源的，C和Basic以及Forth很常见，通常作为免费软件提供，其他语言可能以商业方式提供，或者根本不可用。
本节并非旨在教授编程基础知识，而仅涉及大多数编程教程和初学者书籍中未涉及的要点。
- 风格。“风格”是指您如何缩进代码行，以及如何选择变量和函数名称。选择一种风格并在整个程序中坚持使用它。特别是对于函数和变量，您应该确定何时使用大写字母、下划线以及何时将单词连接在一起。在所有地方都这样做可以更容易地避免拼写错误。
- 使用有意义的名称。函数、过程和变量应该具有有意义的名称。它们的用途应该很清楚。
- 编码前进行计划。在软件开发中，在编码之前有两个重要的步骤：需求分析和软件架构。第一步是确定程序预期执行的操作、预期输入、应生成的输出以及其环境的限制是什么。后者涉及确定程序的结构方式、使用哪些数据类型、使用哪些算法、输入如何进入程序以及如何确保其有效性以及如何格式化输出。使用这些步骤的简化版本将使编写体面的程序变得容易得多。如果您打算构建一个更复杂的机器人，您将需要投入更多时间来规划您的软件。首先写下所有软件需求。然后选择一些最关键的需求并对其进行细化。首先实现这些需求。在完成这些需求后（包括对其进行彻底测试），选择一组新的需求并对其进行细化和实现。通过分步进行，您可以避免一开始就必须写下所有内容（并做出许多假设），并能够利用通过编码部分内容获得的见解。
- 使用PDL（程序开发语言）PDL是一种编写函数的方法。它涉及用简单的英语写下函数的各个步骤，而不涉及特定于语言的内容，然后将这些步骤细化为更小的步骤，直到编写代码比进一步拆分步骤更容易。之后将PDL行保留为注释。
- 仿真和调试学习使用模拟器。在模拟器中查找错误比在硬件中更容易。还要学习使用调试器。它是您查找错误的最佳帮手。
- 如果您的软件在PC上运行，日志文件可能很有用。但是要谨慎选择软件记录的内容。如果您打算长时间运行软件，这些日志文件可能会变得非常庞大。如果您想记录一段时间内的传感器数据，请注意，可以通过在数据之间添加空格以分隔列，并在换行符之间添加换行符以分隔行，将这些数据导入Excel。参见 w:逗号分隔值。
- Khepera III 工具箱：一本维基教科书，其中包含有关如何编程特定机器人的详细信息
- Urbiforge：一个提供Urbiscript编程教程的网站