关于项目的复试准备Q&A

1 单片机的主要考点，比如:

1. 各种通信方式
2. 主频 波特率。。。
3. ADC DAC
4. 中断、定时器

A:单片机的考察，能够问的内容，在野火的教材中，每个实验专题都有介绍了。我个人觉得需要对32位微控制的考察是必要的。从STM32出发，需要掌握其USART通信的原理、方式以及了解相关的寄存器，能够基于标准库或者HAL库进行开发。对于IIC通信，要能够了解其原理，硬件IIC，软件IIC等。对于STM32的其他通信，SPI、CAN等。对于常用的外设，要有一定的了解，这里可以看野火的PDF教程即可。

2 电机驱动原理 PWM波 PID控制

电机驱动，对于直流电机基本采用脉宽调制技术，电机驱动器的输入信号有的基于模拟量，大多数基于PWM波，阅读电机驱动IC的datasheet，可以了解IC所需要的PWM频率，IC内部能够解析PWM的占空比，进行功率变换，在没有负载的情况下，电压和电机转速能够呈现一定的线性关系，但是当负载变换时（比如爬坡或者载体重量变大），施加同样的电压，就不能维持原本的转速了。

这时，就需要进行闭环控制，常用的时轮式里程计，有电磁式、光学式等编码器，编码器能够测量单位时间内的旋转角位移，从而获得速度，控制方法采用PID控制器，以期望速度作为信号输入，反馈编码器测量的实际速度，控制目标为实际速度能够快准稳的跟随输入的速度信号。

PID的理论需要作一定的了解，需要去找相关的教材和文章。

电赛中的硬件设计

电赛的选题为简易电路特性测试分析仪，我们需要对给定的电路进行幅频分析、输入输出阻抗测量、诊断电路中电子元件短路与断路时的故障。

幅频分析当时采用的是AD5933，这是一款数字DDS芯片，基于SPI协议，能够输出频率可变的波形可变的波形，我们基于DDS的信号，对信号进行前级处理，使得信号的幅值能够在电路输入信号允许的幅值范围内，对电路进行扫频，在输出端通过ADC对输出信号进行采集，进行FFT，提取基波幅值，获得电路在不同频率下的增益，获得幅频响应。

输入阻抗和输出阻抗的测量需要对电路进行分析计算，遵循其计算公式即可。

特别是对电路元件的故障诊断，我们需要事先知道元器件短路和短路时，电路表现出的外部特性：输入阻抗、输出阻抗、增益、直流分量等。根据不同的case，匹配不同类型的故障。

硬件设计方面，需要设计运放前级增益电路、直流偏置电路、输出端增益电路。对运放需要有一定的了解，如何去设计常用的运放电路，以及什么时候需要应用这些电路到我们的信号链中。
滤波器（一阶、二阶等）、电压跟随器、同相反相放大器、直流偏置电路，比较复杂的还要积分电路、信号整流电路等。

4 在比赛中ROS中重要的一些地方

ROS是机器人开发的一个重要的平台，并且提供了很多实用的功能包组件，比如tf变换，话题订阅发布的通信机制等等。很多成熟的无人驾驶平台，其框架类似于ros，比如百度的Apollo。

基于ros，我们可以创建多个节点，每个节点负责较为简单独立的功能，其可以比喻为一个黑箱，输入一些数据，输出必要的数据。其他的节点订阅这些数据，依次，完成整个任务。

基于ROS（机器人 *** 作系统），我们可以快速部署我们的项目，另外，ROS中还提供控制器仿真、传感器仿真，我们基于仿真去验证我们的程序算法是否正确。

5 工程训练竞赛中的需要注意的地方，比如小车轨迹？红外激光，当时遇到了哪些问题，是如何解决的？

工训赛是我步入大学参加的第一个大赛，在这个比赛中收获很多，其中有些本领至今仍对我产生帮助。小车循迹的方法是基于光学式的光电管，当时采取的方式是直接利用数字量输出的直列8对的光电管，通过电位器、电压比较器进行阈值控制，在白底黑线的赛道上，反射光线的强度会发生变化。以此，判断车辆偏移情况。

但是后来发现，通过调节电位器旋钮，设置固定阈值，不能很好的适应环境光的变化，如果改用模拟量输出，直接get到原始数据，既是环境光变化，导致传感器输出基值整体浮动，仍然能够有效的判断出黑线的位置，抑制环境光干扰。

红外激光传感器发射一束激光光线，其本质也是光学传感器，由于红外激光频率固定，接收器也对相应的频率敏感，因此其更加适合精确位置的定位和黑白区域边界的判断。

遇到了问题实际还是很多的。就机械臂而言，当时采用的方式是比较愚蠢的一个一个调节舵机的角度，现在来看，通过示教的方式，或者搭载ROS平台，进行运动规划，是更加合理的方式。